可移动的遗传因子(转座子).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,转座子(transposon),是基因组中一段可移动的DNA序列，可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。,转座子的共同特点,都有一个保守结构，有一个或多个,ORF,，两端有末端反向重复序列,转座后靶位点呈现正向重复,编码与转座有关的蛋白,可以在基因组中移动,转座子的分类,DNA-DNA,方式转座,：通过,DNA,复制或直接切除两种方式获得可移动片段，重新插入基因组,DNA,中,逆转录转座,：由,RNA,介导转座的转座元件。,结构,和复制上与,逆转录病毒,类似，但没有病毒感染必须的,env,基因。通过转录合成,mRNA,，再逆转录合成新的元件整合到基因组中完成转座,复合转座子,(Composite,transposon,),：,包含有转座非必需基因的中央区和两侧两个,IS,(1),中间区域含编码转座酶以外的标记基因；,(2),两端具有插入序列；,(3),两末端是反向重复序列；,(4),靶位点存在短正向重复序列,(5),可以作为一个整体进行转座；含有的一个或两个,IS,元件也可进行单独转座,复合转座子的结构,3.真核生物中的转座子家族,（转座子A家族,Tn A）,长约5kb左右，两端具有ITR，而不是IS，中部的编码区不仅编码抗性标记，还编码转座酶和解离酶,4.转座噬菌体：,以溶菌和溶源周期性交替生长的温和噬菌体,含有与转座有关的基因和反向重复序列,能够整合进寄主染色体，催化一系列染色体的重新排列,转座作用的机制,增殖：,在基因组中增加转座因子的拷贝数,步骤：,供体剪切：使转座因子从宿主,DNA,中分离出来,链交换：转座酶催化使转座子与靶位点相连,修复：以,DNA,合成反应填补缺口,靶位点的重复制：,修复缺口的同时产生同向重复序列,复制型转座,(,replicative,transposition,),转座因子在转座期间先复制一份拷贝，而后拷贝转座到新的位置，在原先的位置上仍然保留原来的转座因子,有转座酶和解离酶的参与,非复制型转座,(,Nonreplicative,transposition),转座因子直接从原来位置上转座插入新的位置，并留在插入位置上,转座只需转座酶的作用。,结果是在原来的位置上丢失了转座因子，而在插入位置上增加了转座因子，可造成表型的变化。,保守型转座,(Conservative transposition),非复制转座的一种,类似于入噬菌体的整合作用,转座因子都比较大,转座的往往不只是转座因子自身，而是连同宿主的一部分,DNA,一起转座,转座子从供体上切下然后插入靶位点，供体恢复原状,转座引起DNA重排（Rearrangement),正向重复序列相互重组的结果,反向重复序列相互重组的结果,转座子多个拷贝之间的同源重组引起宿主,DNA,的重排；,转座子重复序列间的同源重组导致精确或不精确切除,（1）引起插入突变,（2）产生新的基因,（3）产生新的变异，有利于进化。,（4）引起染色体畸变,（5）调节基因活动的开关,转座引起的遗传学效应,逆转录病毒和逆转录转座子,逆转录病毒,RNA,病毒。在逆转录酶的作用下首先将,RNA,转变为,cDNA,，并插入宿主的,DNA,中，进行复制、转录、翻译达到扩增目的,三个结构基因,：,gag-,编码核心蛋白、,pol,-,编码逆转录酶、,env,-,编码被膜糖蛋白,整合的原病毒是双链,DNA,序列,gag,基因编码病毒的核心蛋白质,pol,基因编码与核酸合成以及重组相关的酶类,env,基因编码病毒外壳蛋白质,RNA,DNA RNA,逆转录转座子,：以RNA为中介，反转录成DNA而进行转座的遗传元件的转座子,具有与逆转录病毒类似的长末端重复结构（,LIT,）,含,gag,和,pol,基因，但无被膜蛋白基因,env,不具有,LTR,但有,3polyA,，其中心编码区含有,gag,和,pol,类似的序列，,5,端常被截短,逆转录病毒基因组与逆转录转座子结构,逆转录转座子的类型,LTR,反转录转座子,：含有与逆转录病毒相类似的,LTRS,，编码逆转录酶和整合酶，可自主地进行转录。但不能以自由感染的方式进行传播,非,LTR,反转录转座子,：包括,LINES,和,SINE,等。没有,LTR,，自身也没有转座酶或整合酶的编码能力，需要在细胞内已有的酶系统作用下进行转座,质 粒(plasmid),是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的DNA分子。,F,质粒：携带有负责接合转移的基因即编码形成性纤毛的基因和,DNA,复制的基因,R,质粒,(resistant plasmid),：由决定抗性转移因子的,DNA,和决定抗性因子的,DNA,做成，含有对抗生素的抗性基因又称抗药性质粒。,col,质粒：携带有产生大肠杆菌素（,colicin,）酶系基因的质粒,质粒噬菌体,(,phagemid,):,质粒DNA特性,质粒,DNA,具有自我复制的能力，但要由细菌染色体多种酶系统来完成,质粒,DNA,所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征,质粒可自行丢失与消除,质粒的转移性,质粒具有不相容性,严紧型质粒：,当细胞染色体复制一次时，质粒也复制一次，每个细胞内只有,1,2,个质粒,松弛型质粒：,当染色体复制停止后仍然能继续复制，每一个细胞内一般有,20,个左右质粒,质粒的不相容性,：当某种质粒在宿主细胞内存在时，将阻止其他类质粒进入细胞寄宿,质粒的转移性：,质粒通过细菌的结合作用，将质粒复制子转移到新的宿主细菌内,质粒中的选择性标记,鉴定稳定接受质粒的细菌群，常用抗生素,抗性基因做标记,氨苄青霉素（,amp,r,）,四环素（,tet,r,）,氯霉素（,cam,r,/cat,）,卡那霉素,(,Kan,r,),