[医学]4 可移动的遗传因子转座子.ppt

可移动的遗传因子（转座子）和染色体外的遗传因子 转座子(transposon) 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 转座子的分类和结构特征 复合转座子的结构 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： ①供体剪切：使转座因子从宿主DNA中分离出来 ②链交换：转座酶催化使转座子与靶位点相连 ③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 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 质 粒(plasmid) 质粒DNA特性 质粒中的选择性标记 * * 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。 插入序列( insertion sequence，IS):最简单的转座子，不含有任何宿主基因 （1）含短的末端反向重复序列; （2）含编码转座酶的基因; （3）靶位点存在 5-9 bp 的短正向重复序列 （4）作为一个整体进行转座 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 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 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 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3’polyA，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 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 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