染色体与DNA61学习教案.pptx

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1、会计学 1染色体与 DNA61第一页，共27页。2.6 DNA2.6 DNA的转座（的转座（DNA TranspositionDNA Transposition）n n DNA的转座，或称移位（transposition），是由可移位因子(ynz)（transposable element）介导的遗传物质重排现象。第 1页/共 27页第二页，共27页。转座过程(guchng)示意图第 2页/共 27页第三页，共27页。转座子的分类转座子的分类(fn li)(fn li)和结构特征转座子和结构特征转座子n n（transposon，Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制(fzh)和位移的基本单位

2、。最简单的转座子不含有任何宿主基因而常被称为插入序列（insertional sequence，IS），它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个IS序列。第 3页/共 27页第四页，共27页。n n 常见的IS序列都是很小的DNA片段（约1kb），末端具有倒置重复序列，转座时常复制宿主靶位点415bp的DNA形成正向重复区。n n 大部分IS序列只有一个开放读码框，翻译起点紧挨着第一个倒置重复区，终止点位于第二个倒置重复区或附近。n n IS1含有两个分开的读码框，只有移码通读才能(cinng)产生功能型转座酶。第 4页/共 27页第五页，共27页。第 5页/共

3、 27页第六页，共27页。表2-13 IS序列(xli)的结构特征比较第 6页/共 27页第七页，共27页。n n 复合式转座子（composite transposon）是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼(lingy)往往是两个相同或高度同源的IS序列。n n 一旦形成复合转座子，IS序列就不能再单独移动，因为它们的功能被修饰了，只能作为复合体移动。第 7页/共 27页第八页，共27页。第 8页/共 27页第九页，共27页。除了末端带有 除了末端带有IS IS序列的复合转座子以外 序列的复合转座子以外(ywi)(ywi)，还存在一些没有 还存在一些没有IS IS序列的

4、、体积庞大的转座子（序列的、体积庞大的转座子（5 5 000bp 000bp以上）以上）TnA TnA家族。常带有 家族。常带有3 3个基因，一个 个基因，一个编码 编码-内酰胺酶（内酰胺酶（AmpR AmpR），另两个则是转座作用），另两个则是转座作用所必须的。所有 所必须的。所有TnA TnA类转座子两翼都带有 类转座子两翼都带有38bp 38bp的倒 的倒置重复序列。置重复序列。第 9页/共 27页第十页，共27页。转座作用(zuyng)的机制n n 转座发生时，受体分子中有一段很短的（312bp）、被称为靶序列(xli)的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列(xli)之间

5、。n n 不同转座子的靶序列(xli)长度不同，但特定转座子所复制的靶序列(xli)长度是一样的。IS1两翼总有9个碱基对的靶序列(xli)，而Tn3两端总有5bp的靶序列(xli)。第 10页/共 27页第十一页，共27页。n n 在复制性转座中，整个转座子被复制，所移动的仅仅是原转座子的拷贝。转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）分别作用于原始及复制转座子。TnA类主要是这种形式。n n 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(y wi)，IS序列、Mu及Tn5等都以这种方式进行转座。第 1 1页/共 27页第十二页，共27页。转座作用(zuyn

6、g)的遗传学效应 转座引起插入突变，导致结构基因失活。转座引起插入突变，导致结构基因失活。转座产生新的基因。转座产生新的基因。转座产生的染色体畸变。转座产生的染色体畸变。转座引起生物进化。由于转座作用，使某些原来 转座引起生物进化。由于转座作用，使某些原来(yunli)(yunli)在染色体上相距甚远的基因组合到一起，在染色体上相距甚远的基因组合到一起，构建成新的表达单元，产生新的基因和蛋白质分 构建成新的表达单元，产生新的基因和蛋白质分子。子。第 12页/共 27页第十三页，共27页。第 13页/共 27页第十四页，共27页。真核生物(shngw)中的转座子1)1)玉米中的控制因子（玉米中的

7、控制因子（controlling element controlling element）转座子玉米中的控制因子分为两类，即自主性因子和非自主性因子。转座子玉米中的控制因子分为两类，即自主性因子和非自主性因子。前者 前者(qin zh)(qin zh)具有自主剪接和转座的功能；后者单独存在时是稳定的，不能转 具有自主剪接和转座的功能；后者单独存在时是稳定的，不能转座，当基因组中存在与非自主性因子同家族的自主性因子时，它才具备转座 座，当基因组中存在与非自主性因子同家族的自主性因子时，它才具备转座功能。功能。同一家族的自主性因子能为非自主性因子的转座提供反式作用蛋白（转座酶）。同一家族的自主性因

8、子能为非自主性因子的转座提供反式作用蛋白（转座酶）。第 14页/共 27页第十五页，共27页。在著名的 在著名的Ac-Ds Ac-Ds体系中，自主转座子 体系中，自主转座子Ac Ac长 长4 563bp 4 563bp，转录生成，转录生成3 500bp 3 500bp的单一成熟 的单一成熟RNA RNA。Ac Ac转座子的两翼 转座子的两翼(lingy)(lingy)有 有11bp 11bp的倒转重复序列，在其靶 的倒转重复序列，在其靶DNA DNA位点复制形成 位点复制形成8bp 8bp正向重复。正向重复。第 15页/共 27页第十六页，共27页。已知所有已知所有DsDs都是都是AcAc转座

9、子的缺失突变体，转座子的缺失突变体，其两端有完整其两端有完整(wnzhng)(wnzhng)的转座特征序列。的转座特征序列。第 16页/共 27页第十七页，共27页。n n Spm（suppressor-mutator）和En（enhancer）属于(shy)另一类转座子。n n Spm和En几乎是完全相同的，它们只有不到10个碱基的差异，两端各有一个13bp的倒置重复序列，在其靶DNA位点复制形成3bp正向重复。第 17页/共 27页第十八页，共27页。图2-36 转座子Spm/En和dSpm非自主转座子的结构(jigu)比较第 18页/共 27页第十九页，共27页。n n Spm Spm和

10、 和En En的转录区（即 的转录区（即tnpA tnpA基因）有 基因）有8300bp 8300bp，成熟，成熟(chngsh)mRNA(chngsh)mRNA为 为2500bp 2500bp。n n tnpA tnpA基因产物的主要功能是切割转座子序列。另有两 基因产物的主要功能是切割转座子序列。另有两个开放读码框位于 个开放读码框位于tnpA tnpA基因的内含子中，其 基因的内含子中，其mRNA mRNA的含 的含量大约只有 量大约只有tnpA tnpA基因产物的 基因产物的1%1%。n n 由 由tnpB tnpB基因编码的这两个蛋白可能直接与转座子两端 基因编码的这两个蛋白可能直接

11、与转座子两端13bp 13bp倒转重复区相结合，有利于 倒转重复区相结合，有利于DNA DNA的切割和转移。的切割和转移。所有 所有dSpm dSpm（defectiveSpm defectiveSpm）都是功能型）都是功能型Spm Spm的缺失突 的缺失突变体。变体。第 19页/共 27页第二十页，共27页。2)果蝇中的转座子(了解)果蝇中的Copia转座子具有数百bp的末端正向重复和类似于酵母Ty转座子及RNA肿瘤前病毒(bngd)的结构，能以高速度转录并产生有多聚腺苷化末端的RNA。只具有一个长的可阅读框架，基因产物与RNA肿瘤病毒(bngd)逆转录酶有较高的同源性。第 20页/共 27页第二十一页，共27页。第 21页/共 27页第二十二页，共27页。n n P转座子（P element）属于非复制型，两翼都有31bp倒置重复序列，转座后导致靶DNA复制产生8bp正向重复序列。n n 有实验证明，P转座子插入(ch r)果蝇基因组W位点引起杂种不育。第 22页/共 27页第二十三页，共27页。第 23页/共 27页第二十四页，共27页。第 24页/共 27页第二十五页，共27页。第 25页/共 27页第二十六页，共27页。课外作业n n 掌握转座子的类型(lixng)、遗传学效应及其可能的应用。第 26页/共 27页第二十七页，共27页。