【正文】 在進(jìn)化中，基因 組緩慢發(fā)生變異。組緩慢發(fā)生變異。 轉(zhuǎn)座子引起基因序列改變，轉(zhuǎn)座子引起基因序列改變，是基因組變異的一種重要方式是基因組變異的一種重要方式 。78轉(zhuǎn)座特征：① 能從基因組的一個位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一位點(diǎn)，從一個復(fù)制子轉(zhuǎn)移到另一復(fù)制子；② 不以獨(dú)立形式存在 (如噬菌體或質(zhì)粒 )，而在 基因組內(nèi)由一個部位直接轉(zhuǎn)移到另一部位 ；③ 轉(zhuǎn)座子編碼自身轉(zhuǎn)座酶，每次 移動攜帶轉(zhuǎn)座必需基因 一起在基因組內(nèi)躍遷，又稱 跳躍基因 ；④ 轉(zhuǎn)座頻率很低且插入隨機(jī)，不依賴轉(zhuǎn)座子 (供體 )和靶位點(diǎn) (受體 )間序列同源性；⑤ 轉(zhuǎn)座子可插入到一個 結(jié)構(gòu)基因 或 調(diào)節(jié)基因 序列內(nèi)，引起 基因表達(dá)產(chǎn)物改變 。79 轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子 由由 40年代在玉米遺傳年代在玉米遺傳 研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時稱研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時稱 控制元件控制元件 。 60年代后期，在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)一種由插入序列引起的多效突年代后期，在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)一種由插入序列引起的多效突變，之后又發(fā)現(xiàn)變，之后又發(fā)現(xiàn) 一系列可轉(zhuǎn)移的抗藥性轉(zhuǎn)座子一系列可轉(zhuǎn)移的抗藥性轉(zhuǎn)座子 ，才重新引起，才重新引起重視。重視。 1983年年 McClintock被授予諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎，離她公布玉被授予諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎，離她公布玉米控制因子時隔米控制因子時隔 32年年 。 轉(zhuǎn)座子存在于所有生物體轉(zhuǎn)座子存在于所有生物體 ，人類基因組有，人類基因組有 35％以上的轉(zhuǎn)座子序％以上的轉(zhuǎn)座子序列，其中列，其中 絕大部分與疾病有關(guān)絕大部分與疾病有關(guān) 。 研究轉(zhuǎn)座子可使我們從分子研究轉(zhuǎn)座子可使我們從分子水平上認(rèn)知許多尚未弄清楚的生物學(xué)問題水平上認(rèn)知許多尚未弄清楚的生物學(xué)問題 。80 轉(zhuǎn)座子的分類轉(zhuǎn)座子的分類 (插入序列插入序列 )(insertion sequence IS）） 最簡單轉(zhuǎn)座子稱最簡單轉(zhuǎn)座子稱 插入序列插入序列 , lS ，已發(fā)現(xiàn)有，已發(fā)現(xiàn)有 10余種余種IS ，如：，如： IS IS2等。等。 IS屬較小轉(zhuǎn)座子屬較小轉(zhuǎn)座子 ，長，長 750~1550bp，只含與轉(zhuǎn)座有，只含與轉(zhuǎn)座有關(guān)酶基因，不含抗藥性等其它基因，兩端具有關(guān)酶基因，不含抗藥性等其它基因，兩端具有15~25bp反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列 IR。 81216。IS因子因子 本身無表型效應(yīng)本身無表型效應(yīng) ，只有當(dāng)轉(zhuǎn)座到某一基因，只有當(dāng)轉(zhuǎn)座到某一基因附近或插入某基因內(nèi)部，附近或插入某基因內(nèi)部， 引起該基因失活引起該基因失活 或或 產(chǎn)生產(chǎn)生極性效應(yīng)時極性效應(yīng)時 ，才能判斷其存在。，才能判斷其存在。216。所引起的效應(yīng)與其插入位置和方向有關(guān)所引起的效應(yīng)與其插入位置和方向有關(guān) 。 IS可獨(dú)可獨(dú)立存在，也可作為其它轉(zhuǎn)座子的組成部分立存在，也可作為其它轉(zhuǎn)座子的組成部分 。216。IS因子因子 是細(xì)菌染色體和質(zhì)粒的正常組分，一個大是細(xì)菌染色體和質(zhì)粒的正常組分，一個大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)株含小于腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)株含小于 10個拷貝的個拷貝的 IS因子因子 。216。通常用通常用 雙冒號表示一個特殊位點(diǎn)的插入雙冒號表示一個特殊位點(diǎn)的插入 ，如，如 ：：：：82? 轉(zhuǎn)座酶活性是 識別靶部位和轉(zhuǎn)座子末端 ， 并引起轉(zhuǎn)座。? 轉(zhuǎn)座子末端 可視為轉(zhuǎn)座酶的部分底物， 轉(zhuǎn)座酶水平的改變 能控制轉(zhuǎn)位因子的轉(zhuǎn)位頻率。83 轉(zhuǎn)座子中間有藥物抗性基因轉(zhuǎn)座子中間有藥物抗性基因 (或其它相關(guān)基因或其它相關(guān)基因 )標(biāo)志標(biāo)志 ，兩側(cè)兩側(cè) (左右臂左右臂 )是是 長末端重復(fù)序列長末端重復(fù)序列 或或 高度同源高度同源 IS序列序列 。 復(fù)合轉(zhuǎn)座子用復(fù)合轉(zhuǎn)座子用 Tn 表示，如表示，如 Tn Tn10等。等。 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同根據(jù)結(jié)構(gòu)不同 Tn分兩種類型：分兩種類型：I型：型： 兩末端由相同兩末端由相同 IS構(gòu)成，構(gòu)成， IS有正反向兩種方式有正反向兩種方式 ；；II型：型： 兩末端由短反向重復(fù)兩末端由短反向重復(fù) (20~40bp)組成，如組成，如 TnA 。 轉(zhuǎn)座機(jī)制 所有轉(zhuǎn)座子都有在基因組中增加其拷貝數(shù)的能力所有轉(zhuǎn)座子都有在基因組中增加其拷貝數(shù)的能力 ，以兩種方式發(fā)生：以兩種方式發(fā)生： 一種一種 是通過在是通過在 轉(zhuǎn)座過程中轉(zhuǎn)座子的復(fù)制轉(zhuǎn)座過程中轉(zhuǎn)座子的復(fù)制 ；； 另一種另一種 是是 從染色體已完成復(fù)制的部位轉(zhuǎn)到尚未復(fù)制從染色體已完成復(fù)制的部位轉(zhuǎn)到尚未復(fù)制的部位的部位 ，然后，然后 隨著染色體再復(fù)制隨著染色體再復(fù)制 。 非復(fù)制型的轉(zhuǎn)座子借助后一種方式擴(kuò)增。非復(fù)制型的轉(zhuǎn)座子借助后一種方式擴(kuò)增。8485216。轉(zhuǎn)座引起的遺傳學(xué)效應(yīng)216。發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子是它能發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子是它能 導(dǎo)致突變導(dǎo)致突變 【【 直接效應(yīng)直接效應(yīng) 】】216。突變在轉(zhuǎn)座子突變在轉(zhuǎn)座子 被切除后恢復(fù)被切除后恢復(fù) ；；216。引起宿主染色體引起宿主染色體 DNA重組，造成斷裂、重復(fù)、缺重組，造成斷裂、重復(fù)、缺失、倒位及易位等，失、倒位及易位等， 是基因突變和重排的重要原因是基因突變和重排的重要原因；；216。通過通過 干擾宿主基因干擾宿主基因 與其與其 調(diào)控元件間的關(guān)系調(diào)控元件間的關(guān)系 或轉(zhuǎn)座子或轉(zhuǎn)座子本身的作用而影響鄰近基因表達(dá)，改變宿主表型。本身的作用而影響鄰近基因表達(dá)，改變宿主表型。 86216。轉(zhuǎn)座子作用： ① 用于 難以篩選基因 的轉(zhuǎn)移； ② 作為 基因定位的標(biāo)記 ； ③ 篩選插入突變； ④ 構(gòu)建特殊菌株 ； ⑤ 克隆 難以進(jìn)行表型鑒定 的基因。87 真核生物的轉(zhuǎn)座子 真核轉(zhuǎn)座子有 兩類 ： ① 從 DNA到 DNA的轉(zhuǎn)座子 ； ② 以 RNA介導(dǎo)的逆轉(zhuǎn)座子等 。? 玉米的控制元件 ? 1952年 McClintock對玉米 粒色 與 斑點(diǎn) 變化遺傳實驗提出生物基因組中有 可移動控制因子 【 有不穩(wěn)定誘變效應(yīng)，影響某些遺傳性狀，可沿染色體移動，在不同染色體間跳躍，其轉(zhuǎn)位可使被控制基因表達(dá)改變 】 。? 真核生物基因組中廣泛存在各種轉(zhuǎn)座子。88 真核轉(zhuǎn)座子與原核相似，轉(zhuǎn)座依賴于轉(zhuǎn)座酶，兩端有IR，靶位點(diǎn)隨機(jī)，被交錯切開，插入轉(zhuǎn)座子后經(jīng)修復(fù)形成兩側(cè)正向重復(fù)。 玉米控制因子有三個系統(tǒng)：① AcDs系統(tǒng) （ activatordissociation system）即激活 解離系統(tǒng) ；② SpmdSpm（ suppressorpromotermutator）即抑制 促進(jìn) 增變系統(tǒng)；③ Dt系統(tǒng) （ dotted system）即 斑點(diǎn)系統(tǒng) 。89216。逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子從從 DNA→→ DNA的轉(zhuǎn)移稱的轉(zhuǎn)移稱 轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座從從 DNA→→ RNA→→ DNA的轉(zhuǎn)移稱的轉(zhuǎn)移稱 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座 (RNA介導(dǎo)介導(dǎo)) 經(jīng)經(jīng) RNA中間體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)座是真核特有過程。中間體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)座是真核特有過程。 已知已知 逆轉(zhuǎn)錄病毒能夠?qū)⒛孓D(zhuǎn)錄病毒能夠?qū)?RNA病毒基因組中的病毒基因組中的 DNA拷貝拷貝(原病毒原病毒 )整合到宿主細(xì)胞染色體中。整合到宿主細(xì)胞染色體中。【【 這種在轉(zhuǎn)座中需以這種在轉(zhuǎn)座中需以 RNA為中間體，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄再分散為中間體，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄再分散到基因組中的序列，稱到基因組中的序列，稱 逆轉(zhuǎn)座子逆轉(zhuǎn)座子 (retroposon)。也是。也是一類可移動因子一類可移動因子 】】90216。逆轉(zhuǎn)座子生物學(xué)意義 （ 1）對基因表達(dá)的影響 逆轉(zhuǎn)座子對宿主基因表達(dá)的影響 與其整合部位有關(guān) ，當(dāng)插入到基因編碼序列和啟動子時使基因失活；插入 3’和 5’非翻譯區(qū)或內(nèi)含子時影響轉(zhuǎn)錄、后加工或翻譯，及表達(dá)組織特異性和發(fā)育階段性。 逆轉(zhuǎn)座子如果插入到基因上游的調(diào)控區(qū) ，如啟動子和增強(qiáng)子區(qū)，則可使 鄰近沉默的基因得到表達(dá) 。91（ 2）逆轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)基因重排 逆轉(zhuǎn)座子自身在復(fù)制時易發(fā)生重排 分散在真核基因組中的 大量逆轉(zhuǎn)座子是基因組的不穩(wěn)定因素 ，能引起基因組序列的刪除、擴(kuò)增、倒位、移位及斷裂等重排。92（ 3）逆轉(zhuǎn)座子在進(jìn)化中的作用 ? 逆轉(zhuǎn)座子除能促進(jìn)基因組的流動，有利于生物遺傳的多樣性外；它們分散在基因組中，成為進(jìn)化的種子 ，當(dāng)遇到合適的基因組序列環(huán)境，即可 通過突變形成新基因或基因的結(jié)構(gòu)域 ，或是 與先存的基因互配成為新的調(diào)節(jié)因子 。本章思考題：： DNA重組、同源重組、轉(zhuǎn)座子、插入序列（ IS）。 ? 。 ?演講完畢，謝謝觀看！