DNA分子的断裂和重新连接导致遗传信息的重新组合，称为重组（recombination）。重组的产物称为重组DNA（recombinantDNA），所有的DNA都是重组DNA。由于重组，一个DNA分子的遗传信息可以和另一个DNA分子的遗传信息结合在一起，也可以改变一条DNA分子上遗传信息的排列方式。DNA重组广泛存在于各类生物中，说明重组对物种生存具有重要意义。通过重组实现基因的重新组合使物种能够更快地适应环境，加快进化的过程。此外，DNA重组还参与许多重要的生物学过程，比如重组在DNA损伤修复和突变中发挥重要作用。DNA重组包括同源重组（homologousrecombination）和位点特异性重组（site-specificrecombination）。同源重组是更为普遍的一种重组机制，它可以发生在任何两种具有相同或相似序列之间，涉及到两个DNA分子在相同区域的断裂和重新连接。位点特异性重组发生在DNA分子特定的序列之间，需要特异性的蛋白质识别并催化特异序列之间的重组。位点特异性重组发生的几率相对较小。一、同源重组（homologousrecombination）两条同源DNA分子彼此并排对齐，相互配对DNA中两个方向相同的单链在DNA内切酶的作用下,在相同位置上同时切开。在切口处发生链的交换，形成所谓的连接分子（jointmolecule），也称Holliday结构（Hollidaystructure）。分支点可以发生移动，称为分支迁移（branchmigration），分支迁移的结果是在两个DNA分子中形成异源双链区（heteroduplex）。链交换所形成的连接分子必须进行拆分，才能形成两个独立的双链分子。这需要再产生两个切口。反应结果要看切开的是哪一对链，如果切口发生在当初未切的两条链上，那么原来的4个链就全被切开，就会释放出剪接重组DNA(splicerecombinantDNA)分子。如果切口发生在当初被切的两条链上，连接分子拆分后将形成补丁重组体（patchrecombinant）。分开的两个DNA分子除保留了一段异源双链DNA外，均完整无缺。因此，连接DNA分子无论如何拆分，所形成的两个独立的DNA分子总有一段异源双链区，但是异源双链区两侧的重组未必同时发生。SynapsedchromatidsRecombinationjoint2.Meselson-RaddingD－环单链区随后被切除,两个DNA分子在DNA连接酶的作用下形成Holliday交叉。与Holliday不同，此时只在一条DNA分子上出现异源双链区。如果发生分支迁移，在两条双螺旋上均出现异源双链区。随后发生的连接分子的拆解与Holliday模型一样。3.重组的双链断裂模型断裂DNA分子的另一3’单链末端就与D环的单链区退火，并作为引物被DNA聚合酶延伸。结果，断裂受体DNA分子上被降解的区域就以另一DNA分子上的同源区为模板得到了修复，同时形成两个分支点，分支点会沿着DNA移动，发生分支迁移。最终Holliday结构被拆分，形成两个独立的DNA分子，从而结束重组事件。同样地，依据拆分Holliday结构时所剪切的DNA链，可以最终决定DNA分子重组位点两侧的基因是否发生交换。Holliday中间体是否真的存在？从细菌和动物细胞中可以分离出正在发生重组的质粒和病毒DNA。从它们的电镜照片上，我们可以发现与Holliday中间体类似的交叉和围绕着交叉点旋转形成的Holliday异构体。因此，无论重组的起始机制是什么，两个相连的DNA分子之间的交叉点都要发生迁移，并且Holliday结构要围绕交叉点发生旋转形成异构体。4.大肠杆菌的遗传重组与Meselson-Radding模型一样，细菌中的重组也是由单链切口发动的。然而，在大肠杆菌中引发重组的单链末端是3’-OH末端，而不是5’-P末端。在这里我们主要介绍由RecBCD酶复合体发动的重组途径，这也是大肠杆菌中最重要的重组途径。RecBCD具有多种酶活性，其主要的酶活性包括：ssDNA外切酶活性、dsDNA外切酶活性和解旋酶活性。解旋酶能够在SSB存在情况下使双链DNA解螺旋。RecBCD与dsDNA的末端结合，然后以大约每秒1000bp的速度解开DNA双链，同时降解解旋产生的ssDNA。RecBCD对两条单链的降解速度是不一致的，它优先降解3’末端链。一个正在被RecBCD加工的DNA的末端会形成一个单链环和一个5’端拖尾。RecBCD的酶活性受重组热点Chi的调节。Chi位点大肠杆菌基因组中的一种不对称的8bp核苷酸序列，5′-GCTGGTGG-3′，Chi位点能够改变RecBCD的酶活性，它是大肠杆菌重组过程的必需组分，是重组的热点。一旦RecBCD识别出Chi序列，RecBCD核酸酶