转座因子的遗传分析遗传学课件

10转座因子的遗传分析Keywordstransposableelement

转座因子insertionsequence,IS

插入序列transposon,Tn

转座子Muphage

Mu噬菌体10转座因子的遗传分析Keywords转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类转座因子的发现与分类转座因子的发现转座因子(transposableelement）也称为跳跃基因（jumpinggene）或可移动的遗传因子（mobilegeneticelement），最早由BarbalaMcClintock发现。McClintock是美国著名的遗传学家，1944当选美国国家科学院院士，1945成为美国遗传学会主席。1948年她首先确认和提出了复合转座子的概念，70年代后在大肠杆菌、酵母、果蝇、玉米等原核和真核生物中不断发现有转位因子。因此，35年后将可动基因重大发现归功于她转座因子的发现与分类转座因子的发现转座因子(transpos1914年Emerson在研究玉米果皮色素遗传过程中，发现一种花斑果皮的突变类型。

发生多次回复突变，产生宽窄不同、红白相间的花斑。花斑的产生在于基因的不稳定性

发现花斑及不稳定现象1914年Emerson在研究玉米果皮色素遗传过程中，发现1938年Rhoades研究玉米籽粒糊粉层色素遗传时，发现有色籽粒纯种自交后代表现出一种意外的孟德尔修饰分离比（类似显性上位），由两对不连锁的基因控制，A1/a1控制色素，Dt/dt控制斑点有色：斑点：白色=12：3：1A1A1dtdt双突变？A1a1Dtdt自交3a1a1Dt-9A1-Dt-3A1-dtdt1a1a1dtdtPPrrppRRPpRr×P-R-或P-rrppR-pprr紫色红色紫色12紫色3红色1白色显性上位1938年Rhoades研究玉米籽粒糊粉层色素遗传时，发现产生斑点的一种可能是在体细胞中产生了回复突变a1→A1,但大量的斑点需要很高频率的回复突变。Rhoades能在a1a1Dt_（花斑）特殊无性生殖植物的花中找到相应的花药，其花粉应携带回复突变产生色素的基因型，而他用这些花粉与a1a1的植株测交，结果所有的后代完全是有颜色的。表明在亲本中每个斑点实际上是回复突变的，a1也成为首次发现的不稳定突变等位基因的例子，但Rhoades仍未揭示这种不稳定性的遗传机制RhoadesGenetics193823377

机制？产生斑点的一种可能是在体细胞中产生了回复突变a1→A1,但大1940~1950年McClintock研究玉米花斑糊粉层和和植株色素产生的遗传基础时，也发现了玉米籽粒上色素斑点的变化。当时已知至少有5对控制玉米糊粉层颜色的基因：A(anthocyan)花色素，如突变则不会产生色素

C(color)决定红色和紫色的发生

R(red)红色，以A、C为先决条件

Pr(purple)紫色，以A、C、R为先决条件

I(inhibitor)抑制C基因的作用玉米As-Ds转座系统的提出1940~1950年McClintock研究玉米花斑糊粉层McClintock利用经典遗传学和细胞遗传学方法，跟踪和结合最新分子遗传学研究理论，将控制玉米糊粉层颜色的5对基因与所观察的玉米胚乳颜色（紫、白、白底紫斑）表型及染色体断裂进行综合分析后提出：①不稳定的“花斑”表型不是一般的基因突变造成的，而是由于控制因子的存在所致②决定红、紫色的C基因突变阻断花色素的合成，胚乳呈白色；C基因突变回复致花斑产生③C基因的无色突变是由“可移动的遗传因子”即Ｉ抑制基因（解离因子dissociator,Ds）插入造成的。另一个可移动因子As（激活因子，activator）激活Ds进出C基因中，这就是著名的As-Ds转座系统④Ds导致所存在的９号染色体发生断裂，产生无端粒的染色体断裂融合桥（breakage-fusion-bridge）⑤1951年McClintock提出转座（Transposition）和跳跃基因(jumpinggene)的新概念McClintock利用经典遗传学和细胞遗传学方法，跟踪和结转座模型转座模型Ds可导致染色体断裂Ds可导致染色体断裂花斑表型的形成花斑表型的形成1951年McClintock提出生物基因组中存在转座因子学说，但未被当时持基因在染色体上具有固定位置的主流观点同行接受20世纪60年代继P.A.Jacob和L.Monod之后J.Shapiro①发现由转导噬菌体λdgal＿引起的基因突变可恢复，但不能被核酸置换所回复，因此不是一般的点突变和缺失造成的②运用密度梯度离心比较λdgal＿和λdgal＋，λdgal＿比λdgal＋密度大，并将两种DNA变性和复性处理后进行电镜观察，发现双链分子中出现多余DNA环由此证明λdgal＿突变是因一段称为转座因子的插入序列（insertionsequence）造成的至此，转座因子的概念才被遗传学界所公认！！以后在细菌和其他生物中相继发现不同的转座因子细菌转座子的发现和转座因子被公认1951年McClintock提出生物基因组中存在转座因子学分子杂交λdgal—λdgal＋转座子存在的直接证据分子杂交λdgal—λdgal＋转座子存在的直接证据转座因子：是基因组内一段相对独立的可移动序列，它们不必借用噬菌体或质粒的形式就可以从基因组的一个部位直接转移到另一个部位，这个过程称为转座（transposition）。转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁，所以转座子又称跳跃基因（jumpinggene）。转座子的特点：1）基因组内移动；2）不依赖于供体与受体间的序列关系；3）一般仅移动转座子序列本身转座因子：是基因组内一段相对独立的可移动序列，它们不必借用噬BarbaraMcClintock（1902-1992）—坚忍不拔的科学家风范精神与态度方法与技术BarbaraMcClintock（1902-1992）精转座因子的分类1.按结构分类：简单插入因子、复合转座因子及反转录转座因子2.按转座机制分类：直接转座、复制转座和反转录转座3.按转座功能自主性分类：自主和非自主型转座因子4.按照分子性质分类：DNA转座和反转录转座子（以某段DNA序列作为转座成分及以RNA介导转座区分）转座因子的分类DNA转座（1）复制型转座(replicativetrasposition)（2）非复制型转座(nonreplicativetransposition)（3）保守型转座(conservitivetransposiyion)DNA转座如TnA在转座反应过程中，转座子被复制，转座的序列从所在的供体DNA上将一个拷贝转座到受体DNA上，需要两种酶:转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）即拆分酶。（1）复制型转座如TnA在转座反应过程中，转座子被复制，转座的序列从所在的供（2）非复制型转座转座子序列通过供体DNA与受体DNA连接，或直接被切割而转移到受体DNA上，直接转移的方式只需要转座酶（2）非复制型转座转座子序列通过供体DNA与受体DNA连接，转座元件从供体位点上切除并通过一系列过程插入到靶位点，其所有碱基均被保留。一般此类转座序列比较大，并能将供体DNA一同转移，也称为附加体(episome)

。多为复合转座因子，除转座功能外还携带抗药性(或其它)标记(marker)两臂既可以相同方向，也可(大多数是)相反方向排列。保守型转座多属于非复制转座，有些可兼备非复制或复制两种方式转座（3）保守型转座转座元件从供体位点上切除并通过一系列过程插入到靶位点，其所有反转录转座子只存在于真核生物中，转座过程有RNA介导，通过反转录酶将转座子RNA拷贝为cDNA后整合到宿主基因组中。反转录转座子只存在于真核生物中，转座过程有RNA介导，通过反转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子根据原核生物不同转座因子的分子结构和遗传性质分成三类:插入序列(insertionsequence,IS)转座子(transposon,Tn)Mu噬菌体(Muphage)原核生物中的转座因子根据原核生物不同转座因子的分子结构和遗传插入序列（IS）自主转座的简单结构，只有转座酶基因和两端反向重复序列，一般自身没有任何表型，是一类最小的转座因子插入序列（IS）末端反向重复序列(Invertedrepeats,IR)ATGGGATCTTTTACCCTAGAAAAAAGATCCCATTTTCTAGGGTAIRIR末端反向重复序列(Invertedrepeats,IR)转座子两侧DR形成机制（Tn3）转座子两侧DR形成机制（Tn3）转座子及其特点①自主转座②除转座相关的基因外还含有抗性及其他基因③分子较大，2～25kb,一般两端有相同的IR某些Tn的IR便是已知的IS，带有IS的Tn称为复合转座子（compositetransposon），如Tn5、Tn10和Tn903不含IS称为简单转座子，如Tn3有些没有IS的体积庞大转座子称为TnＡ家族转座子及其特点例如TnA转座子家族，其结构中两端有38bp的反向重复序列(IS)，中间有三个基因：编码β－内酰胺酶的氨苄青霉素(ampicillin)抗性基因(ampr)、转座酶基因(tnpA)和编码一种阻遏蛋白调节基因(tnpR)，tnpR的产物抑制tnpA和其自身基因的表达res为内部解离位点(resolvationsite)例如TnA转座子家族，其结构中两端有38bp的反向重复序列不同Tn家族转座子结构比较不同Tn家族转座子结构比较转座噬菌体1963年Taylor发现Mu噬菌体(Mutatorphage)，为温和噬菌体，基因组为38kb线状DNA，可随机整合到大肠杆菌基因组中，其线性DNA末端带有宿主DNA一小段序列，转座频率高于一般转座子MuDNA右侧的3kb序列(G区)两端有34bp反向重复序列(IR)，两端IR之间是两套反向编码基因，通过DNA反向弯曲(倒转)，一条单链反向利用另一条单链的启动子转录，同时抑制了互补链基因的转录有转座和复制相关的A、Ｂ基因，gin编码转化酶（invertase），催化IRDNA链的反向弯曲转座噬菌体有转座和复制相关的A、Ｂ基因，gin编码转化酶（i转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类真核生物中的转座因子酵母菌基因组中的转座子果蝇基因组中的转座子玉米基因组中的转座子人类基因组中的转座子真核生物中的转座因子酵母菌基因组中的转座子酵母菌基因组中的转座子

如Ty系列(transposonyeast)长5.9kb，两端有一个称为δ的LTR(longterminalrepeat，340bp)，其序列富含AT(约70%)，有一个启动子和转座酶识别需序列。其中的Ty1转座是通过RNA中间体完成的，也被称为反转录转座子，其插入和丢失引起靶位点基因失活或突变恢复，也可在基因组多处拷贝键引起重组而造成染色体结构异常

酵母菌基因组中的转座子P因子（Pelement）：全长2907bp，两端有31bp的反向重复序列，是P因子插入和切除必需的元件；编码区包括四个外显子和三个内含子，编码转座酶或转座阻遏蛋白copia、412、279、Tip、FP等果蝇基因组中的转座子P因子（Pelement）：全长2907bp，两端有31b转座因子的遗传分析遗传学课件杂种劣育1977年M.G.Kidwell等首次证实黑腹果蝇的杂种劣育只出现在特定的杂交组合中。黑腹果蝇中作为父方造成杂种劣育的品系称为父方品系（Paternalstrains），简称P品系；与P品系杂交造成杂种劣育的品系称为母方品系（Maternalstrains），简称M品系。深入研究表明P因子是导致杂种劣育的遗传因子。P因子基因转录物在体细胞和生殖细胞拼接方式不同，分别产生转座阻遏蛋白和转座酶。由于雌配子带有细胞质及从体细胞中合成的转座阻遏蛋白，因此由P因子转座造成的劣育完全受杂交母本蝇是否带有P基因影响，由无P基因母本蝇和带有P基因的父本蝇杂交后代表现劣育杂种劣育1977年M.G.Kidwell等首次证实黑腹果P转座引起的果蝇劣育和突变形成杂种劣育不形成杂种劣育P转座引起的果蝇劣育和突变形成杂种劣育不形成杂种劣育玉米基因组中的转座子Ac-Ds系统：Ac因子（Activator）即激活因子，一种结构和功能都比较完整的转座子，能自主转座Ds因子(Dissociator)即解离因子，一种结构和功能都不完整的转座子，不能自主转座。能在Ac因子的作用下在玉米基因组内移动，它的存在会使染色体上该位置发生断裂的机会增加，并由此改变邻近基因的表达Ac存在，能解除Ds对色素基因C的抑制作用，使C基因表达，颗粒出现色素斑点Ac丢失，插入C基因的Ds趋于稳定，抑制了C基因的表达，玉米颗粒呈无色玉米基因组中的转座子Ac-Ds系统：Ac和Ds

的结构Ac和Ds的结构(a)Ac激活因子的位置不稳定，在无Ds转位因子时，C基因不受抑制，颗粒呈深色(b)当Ds因子插入C基因时，C的色素表型受到抑制(c)每当Ds转位后，C基因又可表达，颗粒出现斑点(d)无Ac激活因子时，Ds能稳定插入到C基因中，使颗粒为无色

由于Ds和Ac两因子频繁转位，使玉米颗粒上出现散在斑点Ds玉米Ac-Ds系统的作用模式(a)Ac激活因子的位置不稳定，在无Ds转位因子时，C基人基因组的转座子①自主转座的长散在核元件／重复序列(LINE)，如在人类和小鼠中唯一有活性的L1(6.5kb)，近10万拷贝，占总基因组约21%②非自主转座短散在重复序列(SINE)，3´端与L1有同源性，靠L1转座。上百万拷贝，占总基因组约13%③约占总基因组8%的反转录病毒类转座子序列，其中有反转录酶的能自主转座④占总基因组约3%的DNA转座子，带转座酶的自主，失去转座酶的非自主人基因组的转座子①自主转座的长散在核元件／重复序列(LINE转座因子的遗传分析遗传学课件转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类转座作用的分子机制(1)复制转座TEATCCGCAATAGGCGTTATCCGCAATAGGCGTTDRDRATCCGCAATAGGCGTTATCCGCAATAGGCGTTDRDRTE转座作用的分子机制(1)复制转座TEATCCGCAAATC复制型转座分子机制复制型转座分子机制靶位点被错位切割，不同的转座酶形成的粘端核苷酸数量(即靶序列长度)是一定的。被双链切断并释放出来的转座子与靶位点粘性突出端连接，补平的缺口形成正向重复（２）非复制转座靶位点被错位切割，不同的转座酶形成的粘端核苷酸数量(即靶序列非复制型转座分子机制非复制型转座分子机制反转录转座子转座机制反转录病毒的基因组结构反转录转座子转座机制反转录病毒的基因组结构转座因子的遗传分析遗传学课件在反转录中通过模板转换产生负链DNA在反转录中通过模板转换产生负链DNARU5U3RRU5RU5U3RU3RRU5U5U3RU5RU5U3RRU

正链DNA的合成需要第二次跳跃U3RU3RU3RU5U3RU5U3RU5RU5RU5U5U5U5正链DNA的合成需要第二次跳跃U3RU5U5U5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U5U5U5U3RU反转录病毒整合入宿主DNA中的分子机制，其本质是转座②整合酶在靶DNA上交错切割①整合酶在LTR的３´端切除２个核苷酸③整合酶将LTR的３´端与靶DNA的５´端相连反转录病毒整合入宿主DNA中的分子机制，其本质是转座②整合酶Ty１类反转座子的转座机制①

看作是一个由U3-R-U5组成的LTR②转座是由Ty因子内的基因控制的③虽然Ty因子不产生感染颗粒，但在经诱导发生转座的细胞中存在着Ty病毒样颗粒(VLPs,Virus-likeparticles)④仅有某些Ty因子在任何酵母基因组中都有活性；大部分没有转座能力，与惰性内源性前病毒相似Ty１类反转座子的转座机制①看作是一个由U3-R-U5组无LTR的反转录转座子通过切开靶位点双链，提供了引物末端。反转录转座子作为模板合成cDNA人类LINE反转座子的转座机制无LTR的反转录转座子通过切开靶位点双链，提供了引物末端。反转座因子的遗传学效应及应用(1)引起染色体结构变异(2)诱发基因突变与启动外显子混编渗漏突变：转座子序列插入靶位点后于转录加工中被切除掉，使插入位点基因仍表现显性性状外显子混编：被同一转座酶识别的两个染色体相邻转座子间的外显子常被切除而插入到另一基因中所引起的效应极性效应：转座子插入到一个操纵子的上游区，严重降低插入位点下游基因的表达(3)调节基因表达(4)转座子标记目的基因(5)作为转基因工程的载体转座因子的遗传学效应及应用(1)引起染色体结构变异引起染色体结构的改变引起染色体结构的改变人工转座突变技术介绍如利用P因子作为载体对果蝇进行遗传操作人工转座突变技术介绍如利用P因子作为载体对果蝇进行遗传操作transformationTransposase(“helper”)plasmidactsonP-elementendsforintegrationintogenome21PelementinjectionP’5P’3GFPwhiteUASHSP70transformationTransposase(“hepolylinkerpUASTplasmidpolylinkerpUASTplasmidOverexpressionScreenOverexpressionScreenKnock-downScreenKnock-downScreen

思考题1.转座因子有哪些结构共性？2.很多生物基因组中都有转座子，为什么没有发现很高频率的转座？3.试分析反转录转座因子与反转录病毒之间的关系。思考题本章思考题本章思考题10转座因子的遗传分析Keywordstransposableelement

转座因子insertionsequence,IS

插入序列transposon,Tn

转座子Muphage

Mu噬菌体10转座因子的遗传分析Keywords转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类转座因子的发现与分类转座因子的发现转座因子(transposableelement）也称为跳跃基因（jumpinggene）或可移动的遗传因子（mobilegeneticelement），最早由BarbalaMcClintock发现。McClintock是美国著名的遗传学家，1944当选美国国家科学院院士，1945成为美国遗传学会主席。1948年她首先确认和提出了复合转座子的概念，70年代后在大肠杆菌、酵母、果蝇、玉米等原核和真核生物中不断发现有转位因子。因此，35年后将可动基因重大发现归功于她转座因子的发现与分类转座因子的发现转座因子(transpos1914年Emerson在研究玉米果皮色素遗传过程中，发现一种花斑果皮的突变类型。

发生多次回复突变，产生宽窄不同、红白相间的花斑。花斑的产生在于基因的不稳定性

发现花斑及不稳定现象1914年Emerson在研究玉米果皮色素遗传过程中，发现1938年Rhoades研究玉米籽粒糊粉层色素遗传时，发现有色籽粒纯种自交后代表现出一种意外的孟德尔修饰分离比（类似显性上位），由两对不连锁的基因控制，A1/a1控制色素，Dt/dt控制斑点有色：斑点：白色=12：3：1A1A1dtdt双突变？A1a1Dtdt自交3a1a1Dt-9A1-Dt-3A1-dtdt1a1a1dtdtPPrrppRRPpRr×P-R-或P-rrppR-pprr紫色红色紫色12紫色3红色1白色显性上位1938年Rhoades研究玉米籽粒糊粉层色素遗传时，发现产生斑点的一种可能是在体细胞中产生了回复突变a1→A1,但大量的斑点需要很高频率的回复突变。Rhoades能在a1a1Dt_（花斑）特殊无性生殖植物的花中找到相应的花药，其花粉应携带回复突变产生色素的基因型，而他用这些花粉与a1a1的植株测交，结果所有的后代完全是有颜色的。表明在亲本中每个斑点实际上是回复突变的，a1也成为首次发现的不稳定突变等位基因的例子，但Rhoades仍未揭示这种不稳定性的遗传机制RhoadesGenetics193823377

机制？产生斑点的一种可能是在体细胞中产生了回复突变a1→A1,但大1940~1950年McClintock研究玉米花斑糊粉层和和植株色素产生的遗传基础时，也发现了玉米籽粒上色素斑点的变化。当时已知至少有5对控制玉米糊粉层颜色的基因：A(anthocyan)花色素，如突变则不会产生色素

C(color)决定红色和紫色的发生

R(red)红色，以A、C为先决条件

Pr(purple)紫色，以A、C、R为先决条件

I(inhibitor)抑制C基因的作用玉米As-Ds转座系统的提出1940~1950年McClintock研究玉米花斑糊粉层McClintock利用经典遗传学和细胞遗传学方法，跟踪和结合最新分子遗传学研究理论，将控制玉米糊粉层颜色的5对基因与所观察的玉米胚乳颜色（紫、白、白底紫斑）表型及染色体断裂进行综合分析后提出：①不稳定的“花斑”表型不是一般的基因突变造成的，而是由于控制因子的存在所致②决定红、紫色的C基因突变阻断花色素的合成，胚乳呈白色；C基因突变回复致花斑产生③C基因的无色突变是由“可移动的遗传因子”即Ｉ抑制基因（解离因子dissociator,Ds）插入造成的。另一个可移动因子As（激活因子，activator）激活Ds进出C基因中，这就是著名的As-Ds转座系统④Ds导致所存在的９号染色体发生断裂，产生无端粒的染色体断裂融合桥（breakage-fusion-bridge）⑤1951年McClintock提出转座（Transposition）和跳跃基因(jumpinggene)的新概念McClintock利用经典遗传学和细胞遗传学方法，跟踪和结转座模型转座模型Ds可导致染色体断裂Ds可导致染色体断裂花斑表型的形成花斑表型的形成1951年McClintock提出生物基因组中存在转座因子学说，但未被当时持基因在染色体上具有固定位置的主流观点同行接受20世纪60年代继P.A.Jacob和L.Monod之后J.Shapiro①发现由转导噬菌体λdgal＿引起的基因突变可恢复，但不能被核酸置换所回复，因此不是一般的点突变和缺失造成的②运用密度梯度离心比较λdgal＿和λdgal＋，λdgal＿比λdgal＋密度大，并将两种DNA变性和复性处理后进行电镜观察，发现双链分子中出现多余DNA环由此证明λdgal＿突变是因一段称为转座因子的插入序列（insertionsequence）造成的至此，转座因子的概念才被遗传学界所公认！！以后在细菌和其他生物中相继发现不同的转座因子细菌转座子的发现和转座因子被公认1951年McClintock提出生物基因组中存在转座因子学分子杂交λdgal—λdgal＋转座子存在的直接证据分子杂交λdgal—λdgal＋转座子存在的直接证据转座因子：是基因组内一段相对独立的可移动序列，它们不必借用噬菌体或质粒的形式就可以从基因组的一个部位直接转移到另一个部位，这个过程称为转座（transposition）。转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁，所以转座子又称跳跃基因（jumpinggene）。转座子的特点：1）基因组内移动；2）不依赖于供体与受体间的序列关系；3）一般仅移动转座子序列本身转座因子：是基因组内一段相对独立的可移动序列，它们不必借用噬BarbaraMcClintock（1902-1992）—坚忍不拔的科学家风范精神与态度方法与技术BarbaraMcClintock（1902-1992）精转座因子的分类1.按结构分类：简单插入因子、复合转座因子及反转录转座因子2.按转座机制分类：直接转座、复制转座和反转录转座3.按转座功能自主性分类：自主和非自主型转座因子4.按照分子性质分类：DNA转座和反转录转座子（以某段DNA序列作为转座成分及以RNA介导转座区分）转座因子的分类DNA转座（1）复制型转座(replicativetrasposition)（2）非复制型转座(nonreplicativetransposition)（3）保守型转座(conservitivetransposiyion)DNA转座如TnA在转座反应过程中，转座子被复制，转座的序列从所在的供体DNA上将一个拷贝转座到受体DNA上，需要两种酶:转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）即拆分酶。（1）复制型转座如TnA在转座反应过程中，转座子被复制，转座的序列从所在的供（2）非复制型转座转座子序列通过供体DNA与受体DNA连接，或直接被切割而转移到受体DNA上，直接转移的方式只需要转座酶（2）非复制型转座转座子序列通过供体DNA与受体DNA连接，转座元件从供体位点上切除并通过一系列过程插入到靶位点，其所有碱基均被保留。一般此类转座序列比较大，并能将供体DNA一同转移，也称为附加体(episome)

。多为复合转座因子，除转座功能外还携带抗药性(或其它)标记(marker)两臂既可以相同方向，也可(大多数是)相反方向排列。保守型转座多属于非复制转座，有些可兼备非复制或复制两种方式转座（3）保守型转座转座元件从供体位点上切除并通过一系列过程插入到靶位点，其所有反转录转座子只存在于真核生物中，转座过程有RNA介导，通过反转录酶将转座子RNA拷贝为cDNA后整合到宿主基因组中。反转录转座子只存在于真核生物中，转座过程有RNA介导，通过反转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子根据原核生物不同转座因子的分子结构和遗传性质分成三类:插入序列(insertionsequence,IS)转座子(transposon,Tn)Mu噬菌体(Muphage)原核生物中的转座因子根据原核生物不同转座因子的分子结构和遗传插入序列（IS）自主转座的简单结构，只有转座酶基因和两端反向重复序列，一般自身没有任何表型，是一类最小的转座因子插入序列（IS）末端反向重复序列(Invertedrepeats,IR)ATGGGATCTTTTACCCTAGAAAAAAGATCCCATTTTCTAGGGTAIRIR末端反向重复序列(Invertedrepeats,IR)转座子两侧DR形成机制（Tn3）转座子两侧DR形成机制（Tn3）转座子及其特点①自主转座②除转座相关的基因外还含有抗性及其他基因③分子较大，2～25kb,一般两端有相同的IR某些Tn的IR便是已知的IS，带有IS的Tn称为复合转座子（compositetransposon），如Tn5、Tn10和Tn903不含IS称为简单转座子，如Tn3有些没有IS的体积庞大转座子称为TnＡ家族转座子及其特点例如TnA转座子家族，其结构中两端有38bp的反向重复序列(IS)，中间有三个基因：编码β－内酰胺酶的氨苄青霉素(ampicillin)抗性基因(ampr)、转座酶基因(tnpA)和编码一种阻遏蛋白调节基因(tnpR)，tnpR的产物抑制tnpA和其自身基因的表达res为内部解离位点(resolvationsite)例如TnA转座子家族，其结构中两端有38bp的反向重复序列不同Tn家族转座子结构比较不同Tn家族转座子结构比较转座噬菌体1963年Taylor发现Mu噬菌体(Mutatorphage)，为温和噬菌体，基因组为38kb线状DNA，可随机整合到大肠杆菌基因组中，其线性DNA末端带有宿主DNA一小段序列，转座频率高于一般转座子MuDNA右侧的3kb序列(G区)两端有34bp反向重复序列(IR)，两端IR之间是两套反向编码基因，通过DNA反向弯曲(倒转)，一条单链反向利用另一条单链的启动子转录，同时抑制了互补链基因的转录有转座和复制相关的A、Ｂ基因，gin编码转化酶（invertase），催化IRDNA链的反向弯曲转座噬菌体有转座和复制相关的A、Ｂ基因，gin编码转化酶（i转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类真核生物中的转座因子酵母菌基因组中的转座子果蝇基因组中的转座子玉米基因组中的转座子人类基因组中的转座子真核生物中的转座因子酵母菌基因组中的转座子酵母菌基因组中的转座子

如Ty系列(transposonyeast)长5.9kb，两端有一个称为δ的LTR(longterminalrepeat，340bp)，其序列富含AT(约70%)，有一个启动子和转座酶识别需序列。其中的Ty1转座是通过RNA中间体完成的，也被称为反转录转座子，其插入和丢失引起靶位点基因失活或突变恢复，也可在基因组多处拷贝键引起重组而造成染色体结构异常

酵母菌基因组中的转座子P因子（Pelement）：全长2907bp，两端有31bp的反向重复序列，是P因子插入和切除必需的元件；编码区包括四个外显子和三个内含子，编码转座酶或转座阻遏蛋白copia、412、279、Tip、FP等果蝇基因组中的转座子P因子（Pelement）：全长2907bp，两端有31b转座因子的遗传分析遗传学课件杂种劣育1977年M.G.Kidwell等首次证实黑腹果蝇的杂种劣育只出现在特定的杂交组合中。黑腹果蝇中作为父方造成杂种劣育的品系称为父方品系（Paternalstrains），简称P品系；与P品系杂交造成杂种劣育的品系称为母方品系（Maternalstrains），简称M品系。深入研究表明P因子是导致杂种劣育的遗传因子。P因子基因转录物在体细胞和生殖细胞拼接方式不同，分别产生转座阻遏蛋白和转座酶。由于雌配子带有细胞质及从体细胞中合成的转座阻遏蛋白，因此由P因子转座造成的劣育完全受杂交母本蝇是否带有P基因影响，由无P基因母本蝇和带有P基因的父本蝇杂交后代表现劣育杂种劣育1977年M.G.Kidwell等首次证实黑腹果P转座引起的果蝇劣育和突变形成杂种劣育不形成杂种劣育P转座引起的果蝇劣育和突变形成杂种劣育不形成杂种劣育玉米基因组中的转座子Ac-Ds系统：Ac因子（Activator）即激活因子，一种结构和功能都比较完整的转座子，能自主转座Ds因子(Dissociator)即解离因子，一种结构和功能都不完整的转座子，不能自主转座。能在Ac因子的作用下在玉米基因组内移动，它的存在会使染色体上该位置发生断裂的机会增加，并由此改变邻近基因的表达Ac存在，能解除Ds对色素基因C的抑制作用，使C基因表达，颗粒出现色素斑点Ac丢失，插入C基因的Ds趋于稳定，抑制了C基因的表达，玉米颗粒呈无色玉米基因组中的转座子Ac-Ds系统：Ac和Ds

的结构Ac和Ds的结构(a)Ac激活因子的位置不稳定，在无Ds转位因子时，C基因不受抑制，颗粒呈深色(b)当Ds因子插入C基因时，C的色素表型受到抑制(c)每当Ds转位后，C基因又可表达，颗粒出现斑点(d)无Ac激活因子时，Ds能稳定插入到C基因中，使颗粒为无色

由于Ds和Ac两因子频繁转位，使玉米颗粒上出现散在斑点Ds玉米Ac-Ds系统的作用模式(a)Ac激活因子的位置不稳定，在无Ds转位因子时，C基人基因组的转座子①自主转座的长散在核元件／重复序列(LINE)，如在人类和小鼠中唯一有活性的L1(6.5kb)，近10万拷贝，占总基因组约21%②非自主转座短散在重复序列(SINE)，3´端与L1有同源性，靠L1转座。上百万拷贝，占总基因组约13%③约占总基因组8%的反转录病毒类转座子序列，其中有反转录酶的能自主转座④占总基因组约3%的DNA转座子，带转座酶的自主，失去转座酶的非自主人基因组的转座子①自主转座的长散在核元件／重复序列(LINE转座因子的遗传分析遗传学课件转座因子的发现与分类原核生物中的转座因子真核生物中的转座因子转座作用的分子机制转座因子的遗传学效应及应用转座因子的发现与分类转座作用的分子机制(1)复制转座TEATCCGCAATAGGCGTTATCCGCAATAGGCGTTDRDRATCCGCAATAGGCGTTATCCGCAATAGGCGTTDRDRTE转座作用的分子机制(1)复制转座TEATCCGCAAATC复制型转座分子机制复制型转座分子机制靶位点被错位切割，不同的转座酶形成的粘端核苷酸数量(即靶序列长度)是一定的。被双链切断并释放出来的转座子与靶位点粘性突出端连接，补平的缺口形成正向重复（２）非复制转座靶位点被错位切割，不同的转座酶形成的粘端核苷酸数量(即靶序列非复制型转座分子机制非复制型转座分子机制反转录转座子转座机制反转录病毒的基因组结构反转录转座子转座机制反转录病毒的基因组结