位點特異性重組本質上是兩個重組位點的四股DNA發生兩次切割和兩次連接的過程,所需的關鍵成分是重組酶( recombinase),此外還需要一些蛋白因子。這里以入噬菌體DNA與大腸桿菌DNA整合而進入溶原狀態為例,介紹位點特異性重組機制(圖2-33)。
1.第一次切割重組酶(又稱入噬菌體整合酶,integrase,356AA,由入噬菌體基因組編碼)四聚體與兩個重組位點(入噬菌體重組位點attP和大腸桿菌重組位點au,B有15bp相同的核心序列)結合,切斷兩個重組位點一股DNA特定的磷酸二酯鍵,形成兩個切口,切口3’端的磷酸基與重組酶活性中心Tyr342的羥基以磷酸酯鍵結合。
2.第一次連接兩個切口的5 7端交換,與對方3’端連接,形成HoUiday結構。
3.第二次切割重組酶切斷兩個重組位點另一股DNA特定的磷酸二酯鍵,形成兩個切口。切口3 7端的磷酸基與重組酶活性中心Tyr342的羥基以磷酸酯鍵結合。
4.第二次連接兩個切口的5’端交換,與對方3’端連接,Holliday結構解離。
有些位點特異性重組體系的兩個重組位點的四股DNA可能同時切割,同時連接,并不形成Holli-day結構。