8-第八章--位点特异性重组与DNA的转座PPT课件.ppt

第八章第八章 位点特异性重组与位点特异性重组与DNA的转座的转座1.1.保守性位点特异性重组保守性位点特异性重组保守性位点特异性重组保守性位点特异性重组2.2.位点特异性重组的生物学作用位点特异性重组的生物学作用位点特异性重组的生物学作用位点特异性重组的生物学作用3.3.转座转座转座转座4.4.转座子及其调控转座子及其调控转座子及其调控转座子及其调控本章内容本章内容1 1-重组的两种形式重组的两种形式重组的两种形式重组的两种形式2 2-一、一、保守性位点特异性重组（保守性位点特异性重组（CSSR）1.1.位点特异性重组发生在目标位点特异性重组发生在目标位点特异性重组发生在目标位点特异性重组发生在目标DNADNA上的特异序列中。上的特异序列中。上的特异序列中。上的特异序列中。噬菌体基因组嵌入噬菌体基因组嵌入宿主染色体中。宿主染色体中。3 3种种CSSRCSSR重组方式。重组方式。3 3-参与保守性位点特异性重组的结构。参与保守性位点特异性重组的结构。4 4-位点特异性重组的分子机制：位点特异性重组的分子机制：attPattP和和attBattB交错切割发生重组。交错切割发生重组。噬菌体的噬菌体的噬菌体的噬菌体的attP attP attP attP 为为为为P.O.PP.O.PP.O.PP.O.P ,细菌的细菌的细菌的细菌的attBattBattBattB为为为为 B.O.B B.O.B B.O.B B.O.B O O O O 为为为为 attP attP attP attP 和和和和attBattBattBattB相同的核心序列，长相同的核心序列，长相同的核心序列，长相同的核心序列，长15bp15bp15bp15bp，重组发生在此序列中。，重组发生在此序列中。，重组发生在此序列中。，重组发生在此序列中。attP 235 bp attB 23 bp attP 235 bp attB 23 bp attP 235 bp attB 23 bp attP 235 bp attB 23 bp P-O-P P-O-P P-O-P P-O-P B-O-B B-O-B B-O-B B-O-B -152 0 +82 -11 0 +11 -152 0 +82 -11 0 +11 -152 0 +82 -11 0 +11 -152 0 +82 -11 0 +11 G C T T T T T T A T A C T A A G C T T T T T T A T A C T A A G C T T T T T T A T A C T A A G C T T T T T T A T A C T A A C G A A A A A A T A T G A T TC G A A A A A A T A T G A T TC G A A A A A A T A T G A T TC G A A A A A A T A T G A T T 5 5-2.2.位点特异性重组酶利用共价蛋白位点特异性重组酶利用共价蛋白位点特异性重组酶利用共价蛋白位点特异性重组酶利用共价蛋白-DNA-DNA中间体切割中间体切割中间体切割中间体切割分离与连接分离与连接分离与连接分离与连接DNADNA。-位点特异性重组酶有两个家族：丝氨酸重组酶与酪氨酸位点特异性重组酶有两个家族：丝氨酸重组酶与酪氨酸位点特异性重组酶有两个家族：丝氨酸重组酶与酪氨酸位点特异性重组酶有两个家族：丝氨酸重组酶与酪氨酸重组酶。重组酶。重组酶。重组酶。丝氨酸重组酶与酪氨酸重组酶使用的共价蛋白丝氨酸重组酶与酪氨酸重组酶使用的共价蛋白-DNA-DNA中间体。中间体。6 6-重组酶的家族与功能重组酶的家族与功能重组酶的家族与功能重组酶的家族与功能7 7-丝氨酸重组酶催化的重组。丝氨酸重组酶催化的重组。8 8-二、二、位点特异性重组的生物学作用位点特异性重组的生物学作用 细胞与病毒用位点特异性重组可实现各种各样细胞与病毒用位点特异性重组可实现各种各样细胞与病毒用位点特异性重组可实现各种各样细胞与病毒用位点特异性重组可实现各种各样的生物学功能。的生物学功能。的生物学功能。的生物学功能。-噬菌体利用重组机制在感染时将本身噬菌体利用重组机制在感染时将本身噬菌体利用重组机制在感染时将本身噬菌体利用重组机制在感染时将本身DNADNA嵌入到宿嵌入到宿嵌入到宿嵌入到宿主染色体中。主染色体中。主染色体中。主染色体中。-位点特异性重组可用于改变基因表达。位点特异性重组可用于改变基因表达。位点特异性重组可用于改变基因表达。位点特异性重组可用于改变基因表达。-位点特异性重组还广泛用于位点特异性重组还广泛用于位点特异性重组还广泛用于位点特异性重组还广泛用于DNADNA复制、同源重组和复制、同源重组和复制、同源重组和复制、同源重组和细胞分裂周期中保持环状细胞分裂周期中保持环状细胞分裂周期中保持环状细胞分裂周期中保持环状DNADNA分子的结构完整。分子的结构完整。分子的结构完整。分子的结构完整。9 9-1.1.嵌合酶可促进病毒基因组与宿主细胞嵌合酶可促进病毒基因组与宿主细胞嵌合酶可促进病毒基因组与宿主细胞嵌合酶可促进病毒基因组与宿主细胞染色体的嵌合和分离。染色体的嵌合和分离。染色体的嵌合和分离。染色体的嵌合和分离。2.2.噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体 的分离需要一种新的的分离需要一种新的的分离需要一种新的的分离需要一种新的DNADNA弯曲蛋白。弯曲蛋白。弯曲蛋白。弯曲蛋白。重重组组位位点点。I IH HF F弯弯曲曲D DN NA A进进入入D DN NA A结结合合位位点点模模型型。1010-3.Hin 3.Hin重组酶反转重组酶反转重组酶反转重组酶反转DNADNA片段使其他基因表达。片段使其他基因表达。片段使其他基因表达。片段使其他基因表达。沙门氏菌感染人类细胞的电镜图沙门氏菌感染人类细胞的电镜图沙门氏菌重组催化DNA反转4.Hin4.Hin重组需要一个重组需要一个重组需要一个重组需要一个DNADNA增强子。增强子。增强子。增强子。5.5.重组酶将环状多聚重组酶将环状多聚重组酶将环状多聚重组酶将环状多聚DNADNA分子转化为单体。分子转化为单体。分子转化为单体。分子转化为单体。6.6.其他机制。其他机制。其他机制。其他机制。1111-转座因子的发现转座因子的发现B.McClintockB.McClintock的玉米遗传研究的玉米遗传研究的玉米遗传研究的玉米遗传研究 19511951年年年年，B.McClintockB.McClintock根根根根据据据据长长长长期期期期对对对对玉玉玉玉米米米米的的的的遗遗遗遗传传传传研研研研究究究究，提提提提出出出出了了了了转转转转座座座座（transpositiontransposition）的的的的概概概概念念念念，提提提提出出出出基基基基因因因因可可可可以以以以移移移移动动动动的的的的新观点。新观点。新观点。新观点。ShapiroShapiro的的的的E.coliE.coli半乳糖操纵子研究半乳糖操纵子研究半乳糖操纵子研究半乳糖操纵子研究 半乳糖操纵子半乳糖操纵子半乳糖操纵子半乳糖操纵子 galK galK galK galK基因编码半乳糖激酶；基因编码半乳糖激酶；基因编码半乳糖激酶；基因编码半乳糖激酶；galT galT galT galT基因编码半乳糖尿苷酰转移酶；基因编码半乳糖尿苷酰转移酶；基因编码半乳糖尿苷酰转移酶；基因编码半乳糖尿苷酰转移酶；galE galE galE galE基因编码半乳糖异构酶。基因编码半乳糖异构酶。基因编码半乳糖异构酶。基因编码半乳糖异构酶。三、转座三、转座半乳糖操纵子半乳糖操纵子1212-1.1.一些遗传元件通过转座（一些遗传元件通过转座（一些遗传元件通过转座（一些遗传元件通过转座（transpositiontransposition）转到）转到）转到）转到新的染色体位置上。新的染色体位置上。新的染色体位置上。新的染色体位置上。2.2.有有有有3 3种类型的转座因子。种类型的转座因子。种类型的转座因子。种类型的转座因子。-DNA-DNA转座子转座子转座子转座子-类病毒反转座子类病毒反转座子类病毒反转座子类病毒反转座子-poly-A-poly-A反转座子反转座子反转座子反转座子1313-基因组中的转座子：出现位置与分布基因组中的转座子：出现位置与分布1414-原核生物转座因子原核生物转座因子类型类型（1 1）插入序列插入序列插入序列插入序列（insertion sequence,ISinsertion sequence,IS）E.coli K12 E.coli K12中有中有中有中有IS1,IS2,IS3,IS4,IS5IS1,IS2,IS3,IS4,IS5。E.coli E.coli的的的的F F因子中有因子中有因子中有因子中有IS2,IS3(4IS2,IS3(4个个个个),),，。末末末末端端端端的的的的序序序序列列列列相相相相同同同同或或或或相相相相近近近近，但但但但方方方方向向向向相相相相反反反反，称称称称为为为为反反反反向向向向重重重重复复复复序序序序列列列列（IRIR），与与与与其其其其相相相相连连连连的的的的宿宿宿宿主主主主DNADNA末末末末端端端端会会会会产产产产生生生生正正正正向向向向重重重重复序列（复序列（复序列（复序列（DRDR）。）。）。）。仅仅仅仅编编编编码码码码与与与与转转转转座座座座有有有有关关关关的的的的转转转转座座座座酶酶酶酶，转转转转座座座座酶酶酶酶交交交交错错错错切切切切割割割割宿宿宿宿主主主主DNADNA，然后，然后，然后，然后ISIS插入，插入，插入，插入，ISIS两端形成两端形成两端形成两端形成DRDR。1515-ISIS的结构与功能的结构与功能的结构与功能的结构与功能1616-部分部分部分部分ISIS的结构的结构的结构的结构 ISIS种类种类种类种类长度长度长度长度（bpbp）IR IR（bpbp）ID ID（bpbp）靶的选择靶的选择靶的选择靶的选择拷贝数拷贝数拷贝数拷贝数IS1IS176876823239 9随机随机随机随机5-85-8IS2IS21327132741415 5热点热点热点热点5 5IS4IS414281428181811/1211/12AAANAAAN2020TTTTTT1-21-2IS5IS51195119516164 4热点热点热点热点不详不详不详不详IS10RIS10R1329132922229 9NGCTNAGCNNGCTNAGCN不详不详不详不详IS903IS9031057105718189 9随机随机随机随机不详不详不详不详1717-靶重复的形成靶重复的形成1818-（2 2）复合转座子（）复合转座子（）复合转座子（）复合转座子（composite transposoncomposite transposon）两两两两端端端端由由由由ISIS元元元元件件件件组组组组成成成成，元元元元件件件件相相相相同同同同或或或或不不不不相相相相同同同同，方方方方向向向向相相相相同同同同或不相同；两端元件都有功能或仅一侧元件有功能。或不相同；两端元件都有功能或仅一侧元件有功能。或不相同；两端元件都有功能或仅一侧元件有功能。或不相同；两端元件都有功能或仅一侧元件有功能。中中中中心心心心区区区区域域域域编编编编码码码码抗抗抗抗性性性性标标标标记记记记，不不不不同同同同复复复复合合合合转转转转座座座座子子子子的的的的抗抗抗抗性性性性标标标标记不同，例如记不同，例如记不同，例如记不同，例如KanKanr r 、CamCamr r 、StrStrr r 、BleBler r 等。等。等。等。两个两个两个两个ISIS元件能够使它们之间的元件能够使它们之间的元件能够使它们之间的元件能够使它们之间的DNADNA序列转座。序列转座。序列转座。序列转座。复合转座子的结构复合转座子的结构1919-真核生物真核生物转座因子转座因子 玉米的转座因子玉米的转座因子玉米的转座因子玉米的转座因子（1 1）McClintockMcClintockMcClintockMcClintock的发现的发现的发现的发现 玉玉玉玉米米米米的的的的红红红红色色色色花花花花青青青青素素素素合合合合成成成成受受受受多多多多基基基基因因因因控控控控制制制制，使使使使胚胚胚胚乳乳乳乳呈呈呈呈紫紫紫紫色色色色。其其其其中中中中任任任任一一一一基基基基因因因因突突突突变变变变都都都都使使使使色色色色素素素素合合合合成成成成受受受受阻阻阻阻，胚胚胚胚乳乳乳乳变变变变白白白白。如如如如果果果果发发发发生生生生回回回回复复复复突突突突变变变变，会会会会导导导导致致致致斑斑斑斑点点点点产产产产生生生生。McClintockMcClintockMcClintockMcClintock发发发发现现现现，色色色色素素素素基基基基因因因因C C C C突突突突变变变变是是是是由由由由“可可可可移移移移动动动动的的的的控控控控制制制制因因因因子子子子”引引引引起起起起的的的的，称称称称为为为为解解解解离离离离因因因因子子子子（dissociator dissociator dissociator dissociator,Ds,Ds,Ds,Ds），它它它它可可可可插插插插入入入入C C C C基基基基因因因因中中中中。另另另另一一一一可可可可移移移移动动动动的的的的控控控控制制制制因因因因子子子子是是是是激激激激活活活活因因因因子子子子（activator,Acactivator,Acactivator,Acactivator,Ac），AcAcAcAc能能能能激激激激活活活活DsDsDsDs转转转转入入入入C C C C基基基基因因因因，也也也也能能能能使使使使DsDsDsDs从从从从C C C C中中中中转转转转出出出出，这这这这就就就就是是是是Ac-DsAc-DsAc-DsAc-Ds系统。系统。系统。系统。2020-玉米色斑的形成玉米色斑的形成2121-（2 2 2 2）玉米的控制因子家族）玉米的控制因子家族）玉米的控制因子家族）玉米的控制因子家族 McClintockMcClintockMcClintockMcClintock还还还还发发发发现现现现了了了了Spm-DspmSpm-DspmSpm-DspmSpm-Dspm系系系系统统统统。每每每每个个个个家家家家族族族族都都都都有自主性因子和非自主性因子。有自主性因子和非自主性因子。有自主性因子和非自主性因子。有自主性因子和非自主性因子。自自自自主主主主性性性性因因因因子子子子有有有有切切切切离离离离和和和和转转转转座座座座能能能能力力力力。可可可可插插插插入入入入任任任任何何何何位位位位点点点点产产产产生生生生不不不不稳稳稳稳定定定定的的的的或或或或可可可可“突突突突变变变变”（mutablemutablemutablemutable）等等等等位位位位基基基基因因因因。自自自自主主主主性性性性因因因因子子子子的的的的丢丢丢丢失失失失，可可可可使使使使可可可可变变变变的的的的等等等等位位位位基基基基因因因因变变变变成成成成稳稳稳稳定定定定的的的的等等等等位基因。位基因。位基因。位基因。非非非非自自自自主主主主性性性性因因因因子子子子是是是是稳稳稳稳定定定定的的的的，自自自自身身身身不不不不能能能能转转转转座座座座，来来来来源源源源于于于于失失失失去去去去反反反反式式式式作作作作用用用用功功功功能能能能的的的的自自自自主主主主因因因因子子子子，而而而而这这这这种种种种功功功功能能能能是是是是转转转转座座座座所所所所必须的。必须的。必须的。必须的。控控控控制制制制因因因因子子子子家家家家族族族族是是是是通通通通过过过过这这这这两两两两种种种种因因因因子子子子相相相相互互互互作作作作用用用用来来来来划划划划定定定定的的的的。一一一一个个个个家家家家族族族族由由由由单单单单个个个个类类类类型型型型的的的的自自自自主主主主因因因因子子子子组组组组成成成成，这这这这些些些些因因因因子子子子由很多种非自主因子相伴随。由很多种非自主因子相伴随。由很多种非自主因子相伴随。由很多种非自主因子相伴随。2222-玉米玉米玉米玉米Ac-DsAc-Ds系统的结构系统的结构系统的结构系统的结构 AcAc序序序序列列列列由由由由含含含含5 5个个个个内内内内含含含含子子子子的的的的单单单单个个个个基基基基因因因因编编编编码码码码，其其其其产产产产物物物物为为为为转转转转座座座座酶酶酶酶，末端有末端有末端有末端有11bp11bp的的的的IRIR和和和和8bp8bp的的的的DRDR。DsDs是是是是由由由由AcAc缺缺缺缺失失失失产产产产生生生生的的的的，Ds9Ds9缺缺缺缺失失失失194bp194bp；Ds6Ds6只只只只保保保保留留留留2Kb2Kb。转座酶失活但保留完整的转座酶作用位点（包括末端）。转座酶失活但保留完整的转座酶作用位点（包括末端）。转座酶失活但保留完整的转座酶作用位点（包括末端）。转座酶失活但保留完整的转座酶作用位点（包括末端）。Ac-DsAc-Ds属属属属于于于于非非非非复复复复制制制制型型型型转转转转座座座座，发发发发生生生生转转转转座座座座后后后后，它它它它们们们们从从从从供供供供体体体体位位位位置置置置上消失。上消失。上消失。上消失。2323-果蝇的果蝇的果蝇的果蝇的P P因子因子因子因子（1 1）果蝇的）果蝇的）果蝇的）果蝇的“杂种不育杂种不育杂种不育杂种不育”品系品系品系品系 某某某某些些些些果果果果蝇蝇蝇蝇品品品品系系系系杂杂杂杂种种种种后后后后代代代代现现现现一一一一系系系系列列列列缺缺缺缺陷陷陷陷，在在在在P-MP-M系系系系统统统统的的的的杂杂杂杂交中，子一代具有正常的体细胞组织，但性腺不能发育。交中，子一代具有正常的体细胞组织，但性腺不能发育。交中，子一代具有正常的体细胞组织，但性腺不能发育。交中，子一代具有正常的体细胞组织，但性腺不能发育。P()P()F P()P()F1 1 正常能育正常能育正常能育正常能育 M()M()F M()M()F1 1 正常能育正常能育正常能育正常能育 M()P()F M()P()F1 1 正常能育正常能育正常能育正常能育 P()M()F P()M()F1 1 不育不育不育不育2424-（2 2 2 2）P P P P 因子因子因子因子 研研研研究究究究发发发发现现现现，杂杂杂杂种种种种不不不不育育育育是是是是由由由由于于于于在在在在W W W W位位位位点点点点插插插插入入入入P P P P因因因因子子子子（P P P P elementelementelementelement）所致，）所致，）所致，）所致，P P P P品系有品系有品系有品系有P P P P因子，因子，因子，因子，M M M M品系无品系无品系无品系无P P P P因子。因子。因子。因子。PPPP因因因因子子子子长长长长2.9 2.9 2.9 2.9 Kb Kb Kb Kb，有有有有4 4 4 4个个个个开开开开放放放放阅阅阅阅读读读读框框框框(ORF)(ORF)(ORF)(ORF)，末末末末端端端端有有有有31bp31bp31bp31bp反向重复序列，靶反向重复序列，靶反向重复序列，靶反向重复序列，靶DNADNADNADNA产生产生产生产生8bp8bp8bp8bp的正向重复序列。的正向重复序列。的正向重复序列。的正向重复序列。一一一一个个个个P P P P品品品品系系系系果果果果蝇蝇蝇蝇带带带带有有有有30-5030-5030-5030-50拷拷拷拷贝贝贝贝的的的的P P P P因因因因子子子子，其其其其中中中中1/31/31/31/3具具具具完完完完整整整整结结结结构构构构，不不不不完完完完整整整整的的的的P P P P因因因因子子子子是是是是由由由由于于于于缺缺缺缺失失失失而而而而产产产产生生生生的的的的，丧丧丧丧失失失失转转转转座座座座能力。能力。能力。能力。PPPP因因因因子子子子的的的的激激激激活活活活有有有有组组组组织织织织特特特特异异异异性性性性，它它它它仅仅仅仅发发发发生生生生在在在在生生生生殖殖殖殖细细细细胞胞胞胞中中中中。但但但但P P P P因因因因子子子子在在在在体体体体细细细细胞胞胞胞和和和和生生生生殖殖殖殖细细细细胞胞胞胞中中中中都都都都转转转转录录录录。组组组组织织织织特特特特异异异异性性性性表表表表现现现现在不同的细胞中转录的方式不同（剪接方式不同）。在不同的细胞中转录的方式不同（剪接方式不同）。在不同的细胞中转录的方式不同（剪接方式不同）。在不同的细胞中转录的方式不同（剪接方式不同）。2525-（3 3 3 3）P P P P因子的组织特异性表达因子的组织特异性表达因子的组织特异性表达因子的组织特异性表达 P P P P因子有因子有因子有因子有3 3 3 3个内含子，个内含子，个内含子，个内含子，4 4 4 4个开放阅读框（个开放阅读框（个开放阅读框（个开放阅读框（ORF0-ORF3ORF0-ORF3ORF0-ORF3ORF0-ORF3）初始转录本有初始转录本有初始转录本有初始转录本有2.5Kb2.5Kb2.5Kb2.5Kb和和和和3.0Kb3.0Kb3.0Kb3.0Kb两种长度的两种长度的两种长度的两种长度的RNARNARNARNA 不同组织中产生不同的蛋白质：不同组织中产生不同的蛋白质：不同组织中产生不同的蛋白质：不同组织中产生不同的蛋白质：在在在在体体体体细细细细胞胞胞胞中中中中，剪剪剪剪切切切切内内内内含含含含子子子子1 1 1 1和和和和内内内内含含含含子子子子2 2 2 2，保保保保留留留留内内内内含含含含子子子子3 3 3 3；产产产产生生生生ORF0-ORF0-ORF0-ORF0-ORF1-ORF2ORF1-ORF2ORF1-ORF2ORF1-ORF2编码区，翻译成编码区，翻译成编码区，翻译成编码区，翻译成66KDa66KDa66KDa66KDa蛋白，是一种转座的阻遏物。蛋白，是一种转座的阻遏物。蛋白，是一种转座的阻遏物。蛋白，是一种转座的阻遏物。在在在在生生生生殖殖殖殖细细细细胞胞胞胞中中中中，剪剪剪剪去去去去3 3 3 3个个个个内内内内含含含含子子子子，产产产产生生生生4 4 4 4个个个个阅阅阅阅读读读读框框框框的的的的编编编编码码码码区区区区，翻翻翻翻译译译译成成成成87Kda87Kda87Kda87Kda蛋白，是一种转座酶。蛋白，是一种转座酶。蛋白，是一种转座酶。蛋白，是一种转座酶。P基因的结构及其表达产物2626-（4 4）P()M()P()M()杂种不育的解释杂种不育的解释杂种不育的解释杂种不育的解释 杂种不育主要原因是内含子杂种不育主要原因是内含子杂种不育主要原因是内含子杂种不育主要原因是内含子3 3的组织特异性剪接。的组织特异性剪接。的组织特异性剪接。的组织特异性剪接。P()P()66KDa P()P()66KDa蛋白阻止蛋白阻止蛋白阻止蛋白阻止P P元件转座元件转座元件转座元件转座 M()P()66KDa M()P()66KDa蛋白阻止蛋白阻止蛋白阻止蛋白阻止P P元件转座元件转座元件转座元件转座 P()M()P()M()父本父本父本父本P P产生产生产生产生87Kda87Kda蛋白（转座酶），蛋白（转座酶），蛋白（转座酶），蛋白（转座酶），导致后代不育。导致后代不育。导致后代不育。导致后代不育。果蝇不同杂交组合果蝇不同杂交组合P P产物对育性的影响产物对育性的影响2727-3.3.转座的类型转座的类型转座的类型转座的类型复复复复制制制制型型型型转转转转座座座座：转转转转座座座座元元元元件件件件被被被被复复复复制制制制，转转转转座座座座的的的的序序序序列列列列是是是是原原原原元元元元件件件件的的的的拷拷拷拷贝贝贝贝。转转转转座座座座子子子子复复复复制制制制后后后后一一一一个个个个拷拷拷拷贝贝贝贝保保保保留留留留在在在在原原原原位位位位，一一一一个个个个拷拷拷拷贝贝贝贝转转转转移到另一位置。移到另一位置。移到另一位置。移到另一位置。非复制型转座：转座元件从一个位置转移到另一位置。非复制型转座：转座元件从一个位置转移到另一位置。非复制型转座：转座元件从一个位置转移到另一位置。非复制型转座：转座元件从一个位置转移到另一位置。保保保保守守守守型型型型转转转转座座座座：另另另另一一一一类类类类非非非非复复复复制制制制型型型型转转转转座座座座。转转转转座座座座因因因因子子子子从从从从供供供供体体体体位位位位点点点点上上上上切切切切离离离离，插插插插入入入入靶靶靶靶位位位位点点点点上上上上，供供供供体体体体上上上上转转转转座座座座子子子子两两两两侧侧侧侧的的的的DNADNA双双双双链被保留。链被保留。链被保留。链被保留。2828-复制型转座的基本过程复制型转座的基本过程复制型转座的基本过程复制型转座的基本过程 复复复复制制制制型型型型转转转转座座座座要要要要产产产产生生生生一一一一个个个个共共共共合合合合体体体体，其其其其原原原原理理理理是是是是：游游游游离离离离的的的的33端端端端以以以以已已已已连连连连接接接接的的的的转转转转座座座座子子子子为为为为模模模模板板板板进进进进行行行行复复复复制制制制、连连连连接接接接，使使使使转转转转座座座座子子子子产产产产生重复，形成共合体。生重复，形成共合体。生重复，形成共合体。生重复，形成共合体。共合体的形成共合体的形成MuMu噬菌体转座产生共合体噬菌体转座产生共合体2929-非复制型转座的基本原理非复制型转座的基本原理非复制型转座的基本原理非复制型转座的基本原理 转转转转座座座座子子子子插插插插入入入入靶靶靶靶DNADNADNADNA，两两两两侧侧侧侧为为为为靶靶靶靶DNADNADNADNA正正正正向向向向重重重重复复复复序序序序列列列列，供供供供体体体体部部部部位位位位留留留留下下下下缺口。缺口。缺口。缺口。模模模模式式式式1 1 1 1 转转转转座座座座因因因因子子子子和和和和受受受受体体体体分分分分子子子子形形形形成成成成形形形形成成成成交交交交叉叉叉叉结结结结构构构构，受受受受体体体体分分分分子子子子的的的的单单单单链链链链切切切切口口口口与与与与转转转转座座座座因因因因子子子子单单单单链链链链游游游游离离离离末末末末端端端端连连连连接接接接，并并并并在在在在插插插插入入入入位位位位点点点点上上上上产产产产生生生生正正正正向向向向重付序列，通过交换使转座因子转座到受体分子。重付序列，通过交换使转座因子转座到受体分子。重付序列，通过交换使转座因子转座到受体分子。重付序列，通过交换使转座因子转座到受体分子。模模模模式式式式2 2 2 2 供供供供体体体体分分分分子子子子上上上上转转转转座座座座因因因因子子子子两两两两端端端端产产产产生生生生双双双双链链链链断断断断裂裂裂裂，使使使使转转转转座座座座因因因因子子子子释放出来，然后在受体分子产生的交错接口处插曲。释放出来，然后在受体分子产生的交错接口处插曲。释放出来，然后在受体分子产生的交错接口处插曲。释放出来，然后在受体分子产生的交错接口处插曲。非复制型转座模式非复制型转座模式1 1非非复复制制型型转转座座模模式式2 23030-4.4.反转录病毒和反转座子反转录病毒和反转座子反转录病毒和反转座子反转录病毒和反转座子 转转转转座座座座子子子子是是是是基基基基因因因因组组组组中中中中独独独独立立立立的的的的可可可可移移移移动动动动的的的的DNADNA序序序序列列列列。从从从从DNADNA到到到到DNADNA的的的的转转转转移移移移称称称称为为为为转转转转座座座座。从从从从DNADNA到到到到RNARNA再再再再到到到到DNADNA的的的的转转转转移移移移称称称称为为为为反转座反转座反转座反转座。反转座是由。反转座是由。反转座是由。反转座是由RNARNA介导的转座过程。介导的转座过程。介导的转座过程。介导的转座过程。以以以以RNARNA为为为为中中中中间间间间体体体体的的的的转转转转座座座座为为为为真真真真核核核核生生生生物物物物所所所所特特特特有有有有。反反反反转转转转录录录录病病病病毒毒毒毒能能能能将将将将其其其其RNARNA基基基基因因因因组组组组的的的的DNADNA拷拷拷拷贝贝贝贝以以以以原原原原病病病病毒毒毒毒的的的的形形形形式式式式整整整整合合合合到到到到宿宿宿宿主主主主基基基基因因因因组组组组中中中中。一一一一些些些些真真真真核核核核生生生生物物物物转转转转座座座座子子子子的的的的结结结结构构构构与与与与原原原原病病病病毒毒毒毒的的的的结结结结构构构构有有有有关关关关，并并并并且且且且通通通通过过过过RNARNA中中中中间间间间体体体体进进进进行行行行转转转转座座座座，这这这这一一一一结结结结构构构构单单单单位位位位称称称称为为为为反转录转座子反转录转座子反转录转座子反转录转座子(retrotransposons)(retrotransposons)或反转录子或反转录子或反转录子或反转录子(retroposons)(retroposons)。3131-（1 1）反转录病毒及其生活周期）反转录病毒及其生活周期）反转录病毒及其生活周期）反转录病毒及其生活周期 反转录病毒具有单链反转录病毒具有单链反转录病毒具有单链反转录病毒具有单链 RNA RNA RNA RNA基因组基因组基因组基因组 每每每每个个个个病病病病毒毒毒毒颗颗颗颗粒粒粒粒包包包包装装装装有有有有两两两两个个个个RNARNARNARNA基基基基因因因因组组组组，因因因因此此此此，单单单单一一一一病病病病毒毒毒毒颗粒实际上是二倍体。颗粒实际上是二倍体。颗粒实际上是二倍体。颗粒实际上是二倍体。反转录病毒生活周期反转录病毒生活周期反转录病毒生活周期反转录病毒生活周期 反反反反转转转转录录录录病病病病毒毒毒毒（正正正正链链链链病病病病毒毒毒毒）感感感感染染染染细细细细菌菌菌菌病病病病毒毒毒毒RNARNARNARNA反反反反转转转转录录录录DNADNADNADNA（负负负负链链链链DNADNADNADNA）催催催催化化化化合合合合成成成成第第第第二二二二条条条条DNADNADNADNA链链链链（正正正正链链链链DNADNADNADNA）整整整整合合合合到到到到宿宿宿宿主主主主DNADNADNADNA中中中中成成成成为为为为原原原原病病病病毒毒毒毒转转转转录录录录生生生生成成成成病病病病毒毒毒毒基基基基因因因因组组组组RNA(RNA(RNA(RNA(转转转转录录录录出出出出病病病病毒毒毒毒mRNAmRNAmRNAmRNA、翻翻翻翻译译译译成成成成病病病病毒毒毒毒蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质或或或或者者者者作作作作为为为为子子子子代代代代病病病病毒基因组）毒基因组）毒基因组）毒基因组）3232-反转录病毒生活周期反转录病毒生活周期3333-（2 2）反转录病毒基因组结构与功能）反转录病毒基因组结构与功能）反转录病毒基因组结构与功能）反转录病毒基因组结构与功能 含含含含有有有有3-43-4个个个个基基基基因因因因，实实实实为为为为编编编编码码码码区区区区，每每每每各各各各编编编编码码码码区区区区通通通通过过过过加加加加工工工工产产产产生生生生多多多多种种种种蛋蛋蛋蛋白白白白（多多多多聚聚聚聚蛋蛋蛋蛋白白白白），经经经经酶酶酶酶切切切切成成成成为为为为单单单单一一一一的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质形形形形式。式。式。式。反反反反转转转转录录录录病病病病毒毒毒毒mRNAmRNA通通通通常常常常结结结结构构构构，5 5 端端端端加加加加帽帽帽帽，3 3 端端端端与与与与polyApolyA相连。相连。相连。相连。全全全全长长长长的的的的mRNAmRNA被被被被翻翻翻翻译译译译时时时时，产产产产物物物物为为为为gaggag和和和和pol pol 蛋蛋蛋蛋白白白白。翻翻翻翻译译译译从从从从第第第第一一一一个个个个起起起起始始始始密密密密码码码码子子子子开开开开始始始始而而而而终终终终止止止止于于于于第第第第一一一一个个个个终终终终止止止止密密密密码码码码子子子子，产产产产物物物物为为为为gaggag蛋蛋蛋蛋白白白白。表表表表达达达达pol pol 蛋蛋蛋蛋白白白白必必必必需需需需越越越越过过过过终终终终止止止止密密密密码码码码子子子子，效效效效率率率率为为为为5%5%，因此，因此，因此，因此，gaggag蛋白是蛋白是蛋白是蛋白是gag-polgag-pol蛋白的蛋白的蛋白的蛋白的2020倍。倍。倍。倍。经经经经剪剪剪剪切切切切产产产产生生生生一一一一个个个个短短短短的的的的亚亚亚亚基基基基因因因因组组组组 (subgenomic)(subgenomic)的的的的 mRNAmRNA，其表达产物为，其表达产物为，其表达产物为，其表达产物为envenv。3434-反转录病毒反转录病毒“基因基因”的表达的表达3535-（3 3）反转录病毒的结构形式）反转录病毒的结构形式）反转录病毒的结构形式）反转录病毒的结构形式 病毒基因组病毒基因组病毒基因组病毒基因组RNARNA结构结构结构结构 两两两两个个个个末末末末端端端端有有有有正正正正向向向向重重重重复复复复序序序序列列列列R R(10-80bp)(10-80bp)，5 5 端端端端R R之之之之后后后后是是是是 U U5 5 (80-(80-100bp)100bp)；3 3 端端端端R R内侧是内侧是内侧是内侧是U U3 3(170-1260bp)(170-1260bp)。病毒线形双链病毒线形双链病毒线形双链病毒线形双链DNADNA结构结构结构结构 5 5 端加端加端加端加U U3 3，3 3 端加端加端加端加U U5 5。U U5 5RURU3 3 称为长末端重复（称为长末端重复（称为长末端重复（称为长末端重复（LTRLTR）。）。）。）。原病毒原病毒原病毒原病毒RNARNA结构（类似转座子）结构（类似转座子）结构（类似转座子）结构（类似转座子）U U3 3和和和和U U5 5末端丢失末端丢失末端丢失末端丢失2bp2bp，靶，靶，靶，靶DNADNA两侧产生两侧产生两侧产生两侧产生4-6bp4-6bp重复序列重复序列重复序列重复序列3636-LTRLTR的结构的结构3737-（4 4）病病病病毒毒毒毒线线线线性性性性DNADNA整整整整合合合合到到到到宿宿宿宿主基因组主基因组主基因组主基因组 整整整整合合合合过过过过程程程程由由由由整整整整合合合合酶酶酶酶催催催催化化化化，在在在在3 3 端端端端切切切切除除除除CACA两两两两个个个个碱碱碱碱基基基基，成成成成为为为为粘粘粘粘性性性性末末末末端。端。端。端。靶靶靶靶位位位位点点点点随随随随机机机机选选选选择择择择，交交交交错错错错切切切切割割割割5 5 端端端端4-64-6个碱基。个碱基。个碱基。个碱基。整整整整合合合合酶酶酶酶将将将将LTR LTR 3 3 端端端端与与与与靶靶靶靶DNA DNA 5 5 端连接。端连接。端连接。端连接。一一一一个个个个连连连连续续续续感感感感染染染染的的的的细细细细胞胞胞胞可可可可获获获获得得得得1-101-10个原病毒。个原病毒。个原病毒。个原病毒。每每每每个个个个LTRLTR的的的的U U3 3有有有有一一一一个个个个启启启启动动动动子子子子，左左左左侧侧侧侧LTRLTR中中中中的的的的启启启启动动动动子子子子发发发发起起起起与与与与整整整整合合合合位位位位点点点点相相相相连连连连接接接接的的的的宿宿宿宿主主主主序序序序列列列列的的的的转转转转录录录录。这这这这个个个个LTRLTR带带带带有有有有一一一一个个个个增增增增强强强强子子子子，可可可可以以以以作作作作用用用用于于于于细细细细胞胞胞胞和和和和病病病病毒毒毒毒的的的的序序序序列列列列。一一一一个个个个反反反反转转转转录录录录病病病病毒毒毒毒的的的的整整整整合合合合可可可可能能能能使使使使某某某某些些些些基基基基因因因因激激激激活活活活，使使使使宿宿宿宿主主主主细细细细胞胞胞胞转转转转变变变变为为为为肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤细胞。细胞。细胞。细胞。38