第十一章转座因子的遗传分析预案.ppt

第十一章 转座因子的遗传分析 学习要点： 1 名词概念:转座因子,转座基因,移动基因.渗漏突变， 2 移动基因的发现 3 转座基因的特点及转座的三种机制 4 转座的遗传效应 5 五、转座因子的应用： 一 概念及转座因子的发现 一、转座因子（转座元） 转座因子：能够在染色质或质粒上转移 座位的DNA功能单位（transposable element）。 特点： 1.自身携带有转座酶基因，末端有反向重复序列 ; 2.转座过程中出现共联体； 3.转座以后,原来的转座子依然保持在原位，而在靶序列上复制了一个转座子; 4.转座完成以后可以在靶序列上造成同向重复序列. 一、转座基因：Mcclintock于1941年通过对玉米胚乳颜色的研究，提出生物体可以在不同的染色体间转移，即跳跃基因假说。 前述F+菌株中的F因子即为跳跃基因，通过自身的IS（Inserted sequence）随机地插入到细菌的基因组中，而变成Hfr 菌株。 1932年，美国遗传学家B.McClintock 发现玉米籽粒色斑不稳定遗传现象。1951年首次提出转座子的概念，认为在基因组的不同区域存在可移动的控制因子， controlling element。1983年获诺贝尔奖。 3. 引发染色体变异：转座引发缺失和倒位 4. 调节基因表达：酵母Ty1因子。 5. 基因工程载体：果蝇P因子 转座因子的应用： 1. 克隆目的基因及根据突变型研究基因功能： 　　从带转座因子生物中筛选出在发育、生理与行为等方面有突变的品系，如果这些突变是由于转座子的DNA克隆所产生，则必定会有与该突变体有关的基因存在（用转座子给未知目的基因加上标记） 以此突变基因的有关顺序作探针 从野生品系的基因文库中取出野生型目的基因。结合原来突变品系的表型，可探知此基因功能，从分子水平上对基因进行研究与利用 2 . 外显子改组: 两个转座子被同一转座酶识别整合于染色体邻近位置,其间的外显子易被转座酶作用而转座,造成外显子重组,产生新基因。 渗漏突变（leaky mutation):允许残留水平的基因表达的突变。 * * 40年代初，McClintock研究玉米花斑糊粉层和植株色素产生的遗传基础 发现色素变化与一系列染色体重组有关。　　染色体的断裂或解离(dissociation)有一个特定位点(Ds)。但Ds并不能自行断裂，受一个激活因Ac(ac-tivator)所控制。　　Ac可以像普通基因一样进行传递，但有时表现很特殊，可以离开原座位 转移到同一个或不同染色体的另一座位。　　Ds也能移动，不过只有在Ac存在时才能发生。　　McClintock把Ac和Ds称为控制因子或转座因子 “控制因子”假说。　　Jacob P. A.和Momod L.（1961年）发表乳糖操纵子模型和控制基因理论，McClintock的“控制因子”假说才开始重新引起人们的注意。  DNA transposable element McClintock 二、转座基因的特点： 1、DNA序列分析表明，转座基因两端的核苷酸碱基顺序完全相同或相近，但方向相反，即所谓反向重复序列（inverted repeat sequence IR）。 CCCAGAC GTCTGGG GGGTCTG CAGACCC 质粒DNA（双链） 中部基因 变性，复性 IS序列 CAGACCC GTCTGGG 单链 单链之间由于互补形成茎环结构 2、转座基因的转移不是IS序列从某一位置切离，而后插入到染色体新的位置，而是通过复制及重组过程，在新的位置插入，同时新位置的转座子两侧出现正向重复序列 IS整合到一个新的靶部位时，在插入部位两侧形成正向重复序列： A C G A T G T C G C A G A G T A T G C T G C T A C A G C G T C T C A T A C G IS A C G A T G T C G C A G A G G T C G C A G A G T A T G C T G C T A C A G C G T C T C C A G C G T C T C A T A C G IS 正向重复序列 正向重复序列 二、原核生物转座因子的类别： 一、原核生物中的转座子 1.插入序列（inserted sequence,IS)：长度在768-5700bp, 两端具几~几十bp的反向重复序列 含有Is的质粒经变性后形成柄环结构 当一个IS插入“靶”DNA后，其两端会出现一小段正向重复序列（约5-11个核苷酸对）。 插入位点形成正向重复序列的机制 二、转座子： 大(2000-25000bp)，转座有关的基因,抗药性及