转座遗传因子

转座遗传因子

Transposition(转座)和translocation(易位)是两个不同的概念。易位是指染色体发生断裂后，通过断端的（rejoin）重接，1.染色体断片连接在同一条染色体的新的位置上；2.同另一条染色体的断端连接转移到另一条染色体上。转座则是在转座酶的作用下，1.转座因子或是直接从原来位置上切离下来，然后插入染色体的新的位置；2.或是染色体上的DNA序列转录成RNA，RNA反转录产生的cDNA插入染色体上新的位置，这样，在原来位置上仍然保留转座因子，而其拷贝则插入新的位置，也就是使转座因子在基因组中的拷贝数增加一份。3.转座因子本身既包含了基因，如编码转座酶的基因，同时又包含了不编码蛋白质的DNA序列。第2页,共32页，2024年2月25日，星期天转座作用的机制转座可被分为复制性和非复制性两大类。在复制性转座中，所移动和转位的是原转座子的拷贝。转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）分别作用于原始转座子和复制转座子。TnA类转座主要是这种形式。在非复制性转座中，原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位，IS序列、Mu及Tn5等都以这种方式进行转座。第3页,共32页，2024年2月25日，星期天原核生物的转座因子:简单转座子(插入序列);复合转座子(transposon,Tn)真核生物的转座因子：玉米的控制元件；酵母的Ty因子、果蝇的copia因子和P元件；转座因子的结构特点：a.两端有20-40bp的反向重复序列；b.编码转座酶；第4页,共32页，2024年2月25日，星期天12.2Ac-DsSystem（玉米的转座子）1932年，美国遗传学家，发现玉米子粒色素斑点的不稳定遗传行为；1951年，她首次提出了可在染色体上移动的“控制元件”或称为controllingelement（控制因子）的概念；一个控制因子整合在一个基因座上，可以引起基因的一种新的突变，当把控制因子准确地从染色体上切离以后，基因座的表型就恢复正常。在玉米里还发现有激活因子-解离系统（avtivator-dissociationsystem,Ac-Ds系统）等。1984年，获诺贝尔奖。第5页,共32页，2024年2月25日，星期天

调节因子（可以自主移动）：能合成转座酶，并支配受体因子移动，如Ac-Ds系统中的Ac。控制元件

受体因子（非自主移动）：不产生蛋白质，如Ac-Ds系统中的Ds

Ac和Ds这两个因子都位于玉米第九染色体短臂，在色素基因C的附近。1.当C基因附近有Ac而没有Ds时，C基因处于活化状态，玉米子粒内有色素生成，子粒是有颜色的。2.当Ds因子插入基因C并且Ac也存在的情况下，虽然Ds抑制基因C的活性，但由于在玉米胚乳发育期间有些细胞里的Ds因Ac存在而切离转座，所以这些细胞仍然能合成色素，因而玉米子粒出现色素斑点。3.当Ac不存在时，Ds固定在C基因处，C不再合成色素，玉米子粒就没有颜色。第6页,共32页，2024年2月25日，星期天第7页,共32页，2024年2月25日，星期天第8页,共32页，2024年2月25日，星期天中间缺失序列异常Ds因子非复制机制第9页,共32页，2024年2月25日，星期天第10页,共32页，2024年2月25日，星期天12.3Insertionsequence,IS(插入序列)是最简单的转座元件，因为最初是从细菌的乳糖操纵子中发现了一段自发的插入序列，阻止了被插入的基因的转录，所以称为Insertionsequence。IS是细菌染色体和质粒的正常组成成分，都能编码自身转座所需的酶，一个细菌细胞常带有少于10个IS序列，不同的IS的序列各不相同，但两端都有短的反向重复序列（IR），这两份重复序列通常十分相似但并不完全相同。在插入的靶位点上都会生成短的正向重复序列（DR）。当描述插入特定位置的IS如插入λ噬菌体时。可以记为λ：：IS。第11页,共32页，2024年2月25日，星期天第12页,共32页，2024年2月25日，星期天第13页,共32页，2024年2月25日，星期天第14页,共32页，2024年2月25日，星期天第15页,共32页，2024年2月25日，星期天IS插入靶位的示意图第16页,共32页，2024年2月25日，星期天第17页,共32页，2024年2月25日，星期天12.4transposon,Tn(转座子)是细菌细胞里发现的一种复合型转座因子，带有同转座无关的一些基因，如抗药性基因；它的两端就是IS，构成了“左臂”和“右臂”，两个“臂”可以是正向重复，也可以是反向重复。这种复合型的转座因子称为transposon,Tn。这些两端的重复序列可以作为Tn的一部分随同Tn转座，也可以单独作为IS而转座。Tn有抗生素的抗性基因，Tn很容易从细菌染色体转座到噬菌体基因组或是结合型的质粒。因此，Tn可以很快地传播到其他细菌细胞，这是自然界中细菌产生抗药性的重要来源。第18页,共32页，2024年2月25日，星期天第19页,共32页，2024年2月25日，星期天第20页,共32页，2024年2月25日，星期天第21页,共32页，2024年2月25日，星期天第22页,共32页，2024年2月25日，星期天第23页,共32页，2024年2月25日，星期天第24页,共32页，2024年2月25日，星期天真核生物中的转座成分转座transposition从DNA到DNA的转移过程。被转移的DNA单元称为转座子transposon返座retropositionRNA介导的转座过程。

被转移的遗传信息单元称为返座子retroposon第25页,共32页，2024年2月25日，星期天12.5果蝇的转座子P因子FB因子Copia因子第26页,共32页，2024年2月25日，星期天1.全长P因子2.缺失型P因子第27页,共32页，2024年2月25日，星期天不含P因子的品系杂种发育障碍第28页,共32页，2024年2月25日，星期天第29页,共32页，2024年2月25日，星期天转座因子的主要类型RNA介导的转座过程，只存在于真核生物中DNA介导的转座过程，存在于原核生物和真核生物中主要在原核生物中ABA’C第30页,共