分子生物學(xué)第七章DNA的重組與轉(zhuǎn)座ppt課件

1、第七章 DNA的重組與轉(zhuǎn)座 7.1 同源重組 7.2 位點特異性重組 7.3 轉(zhuǎn)座作用 7.4 逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 廣義上，任何呵斥基因型變化的基因交流過程都叫遺傳重組genetic recombination. 狹義上，指涉及到DNA分子內(nèi)斷裂-復(fù)合的基因交流，有時又稱交換crossing over. 經(jīng)過不同個體間的基因交換，可以保證遺傳的多樣性，從而為選擇奠定物質(zhì)根底。 遺傳重組包括同源重組，位點專注性重組，轉(zhuǎn)座重組和異常重組。 7.17.1 同源重組同源重組(homologous recombination)(homologous recombination) 一、定義：同源重組也稱交換，指

2、減數(shù)分裂過程中染一、定義：同源重組也稱交換，指減數(shù)分裂過程中染色體間遺傳物質(zhì)的交換，即在兩個雙螺旋色體間遺傳物質(zhì)的交換，即在兩個雙螺旋DNA分子中分子中任何一對同源序列作底物進展交換。任何一對同源序列作底物進展交換。 同源重組發(fā)生在同源重組發(fā)生在DNA 的同源序列之間。在生物細胞的同源序列之間。在生物細胞中很普遍，如真核生物非姊妹染色體之間的交換，姊中很普遍，如真核生物非姊妹染色體之間的交換，姊妹染色體的交換，細菌及其某些低等真核生物的轉(zhuǎn)化、妹染色體的交換，細菌及其某些低等真核生物的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合等都屬于同源重組。轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合等都屬于同源重組。同源重組的機制同源重組的機制一、斷裂復(fù)合：一、斷裂

3、復(fù)合： 減數(shù)分裂中，染減數(shù)分裂中，染色體減數(shù)分裂和配對色體減數(shù)分裂和配對時，在染色單體程度時，在染色單體程度上發(fā)生物理斷裂，斷上發(fā)生物理斷裂，斷裂可經(jīng)過交叉重接而裂可經(jīng)過交叉重接而解除張力，從而產(chǎn)生解除張力，從而產(chǎn)生兩個相互重組的染色兩個相互重組的染色單體。單體。二重組過程二重組過程: :由由HollidayHolliday提 出 ， 后 經(jīng)提 出 ， 后 經(jīng) M e s s e l s o nM e s s e l s o n ，RaddingRadding修正，可以分為以下修正，可以分為以下幾個步驟幾個步驟. .1 1、切斷、切斷nickingnicking：同源聯(lián)：同源聯(lián)會的兩個會的兩個

4、DNADNA分子中恣意一個分子中恣意一個出現(xiàn)單鏈切口由某些出現(xiàn)單鏈切口由某些DNADNA內(nèi)內(nèi)切酶產(chǎn)生。切酶產(chǎn)生。2 2 、 鏈 轉(zhuǎn) 換 、 鏈 轉(zhuǎn) 換 s t r a n d s t r a n d displacementdisplacement：切口處構(gòu)成：切口處構(gòu)成55端部分解鏈，由細胞內(nèi)類似端部分解鏈，由細胞內(nèi)類似于大腸桿菌于大腸桿菌DNA Pol IDNA Pol I的酶系的酶系利用切口處的利用切口處的3-OH3-OH合成新鏈，合成新鏈，而把原有鏈轉(zhuǎn)換出來，使原有而把原有鏈轉(zhuǎn)換出來，使原有鏈成為游離的鏈成為游離的5-5-單鏈區(qū)段。單鏈區(qū)段。3 3、單鏈侵入、單鏈侵入single-st

5、rand invasionsingle-strand invasion由鏈置換產(chǎn)生的單由鏈置換產(chǎn)生的單鏈區(qū)段侵入到參與聯(lián)會的另一條鏈區(qū)段侵入到參與聯(lián)會的另一條DNADNA分子因部分解鏈而產(chǎn)生分子因部分解鏈而產(chǎn)生的單鏈泡中。的單鏈泡中。4 4、LoopLoop切除：侵入的單鏈切除：侵入的單鏈DNADNA與參與聯(lián)會的另一條與參與聯(lián)會的另一條DNADNA分子中分子中的互補鏈構(gòu)成堿基配對，同時把與侵入單鏈的同源鏈置換的互補鏈構(gòu)成堿基配對，同時把與侵入單鏈的同源鏈置換出來，由此產(chǎn)生出來，由此產(chǎn)生D-LoopD-Loop，其單鏈區(qū)隨后被切除降解。，其單鏈區(qū)隨后被切除降解。5 5、鏈同化、鏈同化strand

6、 assimilation strand assimilation LoopLoop切除中產(chǎn)生的切除中產(chǎn)生的3-3-OHOH斷頭和侵入的單鏈的斷頭和侵入的單鏈的5-P5-P由由DNA LigaseDNA Ligase聯(lián)接，同時侵入聯(lián)接，同時侵入的單鏈沿的單鏈沿5-35-3方向繼續(xù)置換，方向繼續(xù)置換，LoopLoop切除中產(chǎn)生的切除中產(chǎn)生的5-P5-P斷頭。斷頭。6 6、異構(gòu)化：鏈同化過程中，、異構(gòu)化：鏈同化過程中，DNADNA經(jīng)過一定的扭曲旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的異經(jīng)過一定的扭曲旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的異構(gòu)體。構(gòu)體。7 7、分支遷移、分支遷移branch migrationbranch migration：兩條：兩條DN

7、ADNA分子之間構(gòu)成分子之間構(gòu)成的交叉點可以沿的交叉點可以沿DNADNA挪動，這一過程稱為分支遷移。挪動，這一過程稱為分支遷移。 圖、分枝遷移圖、分枝遷移HollidayHolliday構(gòu)造的拆分構(gòu)造的拆分 重組體銜接兩個重組體銜接兩個DNADNA雙鏈的雙鏈的交換中間物含有交換中間物含有4 4股股DNADNA鏈，在鏈，在其銜接處為轉(zhuǎn)換配對所構(gòu)成交其銜接處為轉(zhuǎn)換配對所構(gòu)成交叉鏈的銜接點稱為叉鏈的銜接點稱為HollidayHolliday構(gòu)構(gòu)造。該構(gòu)造中由二對連鎖在一造。該構(gòu)造中由二對連鎖在一同的同的DNADNA分子組成。分子組成。 HolidayHoliday中間體的構(gòu)成只完中間體的構(gòu)成只完成了

8、重組的一半，由于連鎖在成了重組的一半，由于連鎖在一同的兩條一同的兩條DNADNA分子必需經(jīng)過拆分子必需經(jīng)過拆分分resolutionresolution回復(fù)到彼此回復(fù)到彼此分開的雙螺旋形狀。拆分的方分開的雙螺旋形狀。拆分的方式有兩種，需求內(nèi)切酶在交叉式有兩種，需求內(nèi)切酶在交叉點處構(gòu)成一對切口，然后由銜點處構(gòu)成一對切口，然后由銜接酶銜接。接酶銜接。 細菌細菌DNA的重組的重組 1、細菌重組酶：、細菌重組酶： 1RecA蛋白：為蛋白：為E。coli RecA基因的產(chǎn)物，基因的產(chǎn)物，RecA蛋白蛋白是催化重組根本反響的酶，能經(jīng)過堿基配對使兩個是催化重組根本反響的酶，能經(jīng)過堿基配對使兩個DNA銜接成雜

9、交分子。銜接成雜交分子。2Rec BCD酶：亦稱核酸外切酶酶：亦稱核酸外切酶V，它經(jīng)過，它經(jīng)過Chi序列識序列識別靶位點。該酶具有多種活性，可以在單鏈結(jié)合蛋白別靶位點。該酶具有多種活性，可以在單鏈結(jié)合蛋白的存在下松開的存在下松開DNA雙鏈，同時還具有雙鏈，同時還具有ATP酶活性，它酶活性，它在重組中的作用是提供具有在重組中的作用是提供具有3-末端的單鏈區(qū)域。末端的單鏈區(qū)域。3ruvABC：其中：其中ruvA和和B基因產(chǎn)物可促進異源雙鏈構(gòu)基因產(chǎn)物可促進異源雙鏈構(gòu)造的構(gòu)成。造的構(gòu)成。 1 1、單鏈攝入和鏈交換、單鏈攝入和鏈交換 RecARecA蛋白作用于蛋白作用于DNADNA分子，用單鏈去置換雙鏈

10、分子的同源分子，用單鏈去置換雙鏈分子的同源區(qū)段，這個反響稱單鏈攝入。區(qū)段，這個反響稱單鏈攝入。RecARecA蛋白的這種作用是經(jīng)過與游蛋白的這種作用是經(jīng)過與游離的單鏈離的單鏈3-3-端結(jié)合，并引導(dǎo)單鏈端結(jié)合，并引導(dǎo)單鏈DNADNA侵入雙鏈侵入雙鏈DNADNA中，這種作中，這種作用還需求用還需求RecBCDRecBCD的協(xié)助。的協(xié)助。 E.coliE.coli中有一種中有一種ChiKaiChiKai構(gòu)造：構(gòu)造： 5-GCTGGTGG-35-GCTGGTGG-3 3-CGACCACC-5 3-CGACCACC-5 RecBCDRecBCD沿雙鏈滑行至沿雙鏈滑行至ChiChi構(gòu)造構(gòu)造附近時，將其附近

11、的兔耳構(gòu)造附近時，將其附近的兔耳構(gòu)造的一端切開構(gòu)成具有的一端切開構(gòu)成具有3-3-端的端的單鏈區(qū)，單鏈區(qū)，RecARecA再與此單鏈再與此單鏈DNADNA的的3-3-端結(jié)合并引入另一雙鏈端結(jié)合并引入另一雙鏈構(gòu)造中導(dǎo)致重組，構(gòu)造中導(dǎo)致重組，RecBCDRecBCD那么那么沿雙鏈繼續(xù)尋覓下一個沿雙鏈繼續(xù)尋覓下一個ChiChi構(gòu)構(gòu)造。造。 兔耳構(gòu)造：兔耳構(gòu)造：RecBCDRecBCD結(jié)合結(jié)合DNADNA，使解鏈速度大于恢復(fù)雙，使解鏈速度大于恢復(fù)雙螺旋的速度，所以構(gòu)成二個單螺旋的速度，所以構(gòu)成二個單鏈環(huán)，稱兔耳構(gòu)造。鏈環(huán)，稱兔耳構(gòu)造。 同源重組的作用同源重組的作用 1 1、維持種群的遺傳多樣性、維持種群

12、的遺傳多樣性 2 2、在真核生物中同源重組使同源染色體的染色單體間發(fā)生、在真核生物中同源重組使同源染色體的染色單體間發(fā)生物理銜接，這樣使第一次減數(shù)分裂時同源染色體能平均分配至物理銜接，這樣使第一次減數(shù)分裂時同源染色體能平均分配至子代細胞中。子代細胞中。 3 3、有助于、有助于DNADNA損傷的修復(fù)，發(fā)生重組的位置常含有錯配的損傷的修復(fù)，發(fā)生重組的位置常含有錯配的堿基。堿基。 7.2 位點專注性重組位點專注性重組 特指噬菌體特指噬菌體DNA整合到細菌染色體整合到細菌染色體DNA的過程。最早在的過程。最早在phage的遺傳學(xué)研討中發(fā)現(xiàn)的，的遺傳學(xué)研討中發(fā)現(xiàn)的，DNA經(jīng)過重組整合到大腸桿經(jīng)過重組整合

13、到大腸桿菌染色體的專注性位點上，轉(zhuǎn)變?yōu)樵删w菌染色體的專注性位點上，轉(zhuǎn)變?yōu)樵删wDNA的非活性形狀的非活性形狀溶源形狀。在溶菌形狀時，溶源形狀。在溶菌形狀時，DNA以環(huán)狀分子獨立存在，兩以環(huán)狀分子獨立存在，兩種形狀的轉(zhuǎn)換都與位點專注性重組有關(guān)。位點專注性重組不是種形狀的轉(zhuǎn)換都與位點專注性重組有關(guān)。位點專注性重組不是由由DNA序列的同源性所引起，僅涉及短的同源序列。序列的同源性所引起，僅涉及短的同源序列。 整合和切整合和切除過程是在細菌除過程是在細菌DNA和噬菌體和噬菌體DNA專注的附著位點專注的附著位點attachment site , att 上進展的，上進展的， 細菌的附著位點稱細菌的

14、附著位點稱attBattB，由，由序列序列BOBBOB組成，噬菌體的附組成，噬菌體的附著位點稱著位點稱attPattP，由序列，由序列POPPOP組成，其中組成，其中O O序列為序列為attBattB和和attPattP所共有，稱為中心序列。所共有，稱為中心序列。重組就發(fā)生在這段序列上。重組就發(fā)生在這段序列上。 在重組過程中在重組過程中DNADNA以線性方以線性方式插入細菌染色體，此時原式插入細菌染色體，此時原噬菌體被重組產(chǎn)生的兩個新噬菌體被重組產(chǎn)生的兩個新的的attattattLattL，attRattR位點所位點所固定，整合過程在固定，整合過程在attBattB和和attPattP之間識別

15、，而切除過程之間識別，而切除過程在在attLattL和和attPattP之間識別。之間識別。 Figure . Does recombination between attP and attB proceed by sequential exchange or concerted cutting? Specialized recombination involves breakage and reunion at specific sitesFigure 14.21 Staggered cleavages in the common core sequence of attP and attB

16、 allow crosswise reunion to generate reciprocal recombinant junctions. Specialized recombination involves breakage and reunion at specific sitesFigure . Recombination between two paired duplex DNAs could involve reciprocal single-strand exchange, branch migration, and nicking. Specialized recombinat

17、ion involves breakage and reunion at specific sitesFigure . Int and IHF bind to different sites in attP. The Int recognition sequences in the core region include the sites of cutting. Specialized recombination involves breakage and reunion at specific sitesSite-specific recombination: ( 位點專注重組位點專注重組

18、Antibody diversityH and L are all encoded by three gene segments: V, D, J V-39bp28-D-2839bp-JTwo heavy chains (H)250155Two light chains (L)2504Enormous number (108) of different H and L gene sequences can be produced by such a recombinationOne antibody example produced by site-specific recombination

19、7.3 7.3 轉(zhuǎn)座重組轉(zhuǎn)座重組 同源染色體上的重組比例較少，較多的還是非同源染色體間的轉(zhuǎn)同源染色體上的重組比例較少，較多的還是非同源染色體間的轉(zhuǎn)座重組。座重組。 原核生物，真核生物基因組中都有一些不用借助同源序列可以從原核生物，真核生物基因組中都有一些不用借助同源序列可以從一個部位挪動到另一個部位的一個部位挪動到另一個部位的DNADNA片段，這些片段稱轉(zhuǎn)座子片段，這些片段稱轉(zhuǎn)座子transposon or transposable elementtransposon or transposable element。轉(zhuǎn)座作用與供體和。轉(zhuǎn)座作用與供體和受體部位之間的序列沒有任何關(guān)系。受體部位之間

20、的序列沒有任何關(guān)系。 一切的轉(zhuǎn)座子都有兩個構(gòu)造特征：其一兩端有一切的轉(zhuǎn)座子都有兩個構(gòu)造特征：其一兩端有20-40bp20-40bp的反向反的反向反復(fù)序列；其二轉(zhuǎn)座子的中間具有編碼轉(zhuǎn)座酶的基因，這種酶催化復(fù)序列；其二轉(zhuǎn)座子的中間具有編碼轉(zhuǎn)座酶的基因，這種酶催化轉(zhuǎn)座子插入新的位置。轉(zhuǎn)座子插入新的位置。 轉(zhuǎn)座子的共性：轉(zhuǎn)座子的共性：1 1、兩端都有反向反復(fù)序列、兩端都有反向反復(fù)序列 2 2、具有編碼轉(zhuǎn)座酶的基因，催化轉(zhuǎn)座子插入新的位點、具有編碼轉(zhuǎn)座酶的基因，催化轉(zhuǎn)座子插入新的位點原核生物的轉(zhuǎn)座原核生物的轉(zhuǎn)座一轉(zhuǎn)座子的類型和構(gòu)造特征一轉(zhuǎn)座子的類型和構(gòu)造特征 1 1、簡單轉(zhuǎn)座子，即插入序列、簡單轉(zhuǎn)座子，

21、即插入序列insertion sequence, ISinsertion sequence, IS。ISIS在大腸桿菌的質(zhì)粒中很常見，如在大腸桿菌的質(zhì)粒中很常見，如IS1IS1有有1010個拷貝，個拷貝，ISIS可編碼可編碼轉(zhuǎn)座酶，是自主單位。轉(zhuǎn)座酶，是自主單位。 5-GAC-CAG-35-GAC-CAG-3 IS IS的共性：的共性： 1 1、ISIS的末端為反向反復(fù)序列，的末端為反向反復(fù)序列，15-20bp15-20bp，二者可以不完全一，二者可以不完全一樣。樣。 2 2、ISIS轉(zhuǎn)入宿主轉(zhuǎn)入宿主DNADNA序列時，使宿主序列時，使宿主DNADNA產(chǎn)生同向反復(fù)序列，靶產(chǎn)生同向反復(fù)序列，靶位

22、點長度普通為位點長度普通為5-9bp5-9bp，構(gòu)成，構(gòu)成5-9bp5-9bp的同向反復(fù)。的同向反復(fù)。 Transposition ( 轉(zhuǎn)座作用轉(zhuǎn)座作用IS element轉(zhuǎn)座酶轉(zhuǎn)座酶在宿主在宿主DNADNA上上切割切割I(lǐng)SIS插入缺口后插入缺口后構(gòu)成同向反復(fù)構(gòu)成同向反復(fù)2 2、復(fù)合轉(zhuǎn)座子：較大，由兩個反復(fù)序列夾著中心區(qū)的編碼其、復(fù)合轉(zhuǎn)座子：較大，由兩個反復(fù)序列夾著中心區(qū)的編碼其他蛋白如抗藥性基因組成，通常以他蛋白如抗藥性基因組成，通常以TnTn命名。復(fù)合轉(zhuǎn)座子的反復(fù)命名。復(fù)合轉(zhuǎn)座子的反復(fù)序列就是序列就是ISIS，可從一個位點轉(zhuǎn)座到另一個位點，或從一個復(fù)制，可從一個位點轉(zhuǎn)座到另一個位點，或從一

23、個復(fù)制子轉(zhuǎn)座到另一個復(fù)制子。子轉(zhuǎn)座到另一個復(fù)制子。二轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座機制二轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座機制 轉(zhuǎn)座子都是具有編碼與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的酶轉(zhuǎn)座子都是具有編碼與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的酶轉(zhuǎn)座酶，轉(zhuǎn)座酶，而轉(zhuǎn)座子的末端大多數(shù)都是反同反復(fù)序列。其轉(zhuǎn)座機制為：而轉(zhuǎn)座子的末端大多數(shù)都是反同反復(fù)序列。其轉(zhuǎn)座機制為： 在轉(zhuǎn)座酶的作用下，在轉(zhuǎn)座子兩端和靶位點產(chǎn)生切口，所構(gòu)成在轉(zhuǎn)座酶的作用下，在轉(zhuǎn)座子兩端和靶位點產(chǎn)生切口，所構(gòu)成的突出單鏈末端與轉(zhuǎn)座子兩端的突出單鏈末端與轉(zhuǎn)座子兩端 的反向反復(fù)序列相連，然后由的反向反復(fù)序列相連，然后由DNADNA聚合酶填補缺口，銜接酶封鎖切口。聚合酶填補缺口，銜接酶封鎖切口。轉(zhuǎn)座作用的機制分為三種類型：

24、轉(zhuǎn)座作用的機制分為三種類型：復(fù)制型轉(zhuǎn)座：留一個，轉(zhuǎn)一個復(fù)制型轉(zhuǎn)座：留一個，轉(zhuǎn)一個非復(fù)制型轉(zhuǎn)座：直接轉(zhuǎn)移非復(fù)制型轉(zhuǎn)座：直接轉(zhuǎn)移保守型轉(zhuǎn)座：為另一種非復(fù)制型轉(zhuǎn)座，轉(zhuǎn)座保守型轉(zhuǎn)座：為另一種非復(fù)制型轉(zhuǎn)座，轉(zhuǎn)座過程中，轉(zhuǎn)座子從供體位點切除，插入到靶過程中，轉(zhuǎn)座子從供體位點切除，插入到靶位點，其中每一個核苷酸都被保管下來。位點，其中每一個核苷酸都被保管下來。Figure Mutransposition generates a crossover structure, which is converted by replication into a cointegrate .1、Replicativetra

25、nsposition proceeds through a cointegrateFigure Nonreplicativetransposition results when a crossover structure is released by nicking. This inserts the transposon into the target DNA, flanked by the direct repeats of the target, and the donor is left with a double -strand break.2、 Nonreplicativetran

26、sposition proceeds by breakage and reunionFigure 15.6 Nonreplicative transposition allows a transposon to move as a physical entity from a donor to a recipient site. This leaves a break at the donor site, which is lethal unless it can be repaired. Transposition occurs by both replicative and nonrepl

27、icative mechanisms Figure Both strands of Tn10 are cleaved sequentially, and then the transposon is joined to the nicked target site.Nonreplicativetransposition proceeds by breakage and reunion.三轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座頻率的控制三轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座頻率的控制對于細胞來說，控制轉(zhuǎn)座子互換的頻率是很重要的，為了自下對于細胞來說，控制轉(zhuǎn)座子互換的頻率是很重要的，為了自下而上，轉(zhuǎn)座子必需能維持某一最小的挪動頻率，但是太大的頻而上，

28、轉(zhuǎn)座子必需能維持某一最小的挪動頻率，但是太大的頻率會破壞宿主細胞，每一個轉(zhuǎn)座子好似都有控制它本身互換頻率會破壞宿主細胞，每一個轉(zhuǎn)座子好似都有控制它本身互換頻率的機制，機制的多樣性經(jīng)過率的機制，機制的多樣性經(jīng)過Tn10Tn10被描寫。被描寫。Tn10Tn10為復(fù)合型轉(zhuǎn)座子，兩端為復(fù)合型轉(zhuǎn)座子，兩端各有一反復(fù)序列各有一反復(fù)序列 5NGCTAGCN3 5NGCTAGCN3 3NCGATCGN53NCGATCGN5IS10RIS10R是是Tn10Tn10的活性組件，的活性組件，IS10LIS10L是功能缺陷型，其轉(zhuǎn)是功能缺陷型，其轉(zhuǎn)座酶的活力是座酶的活力是IS10RIS10R的的1-10%1-10%，

29、接近接近IS10RIS10R有兩個方向相反有兩個方向相反的啟動子。的啟動子。1 1、 甲基化控制：甲基化控制：Tn10Tn10上有二個甲基化位點上有二個甲基化位點GATCGATC，一個位于一個位于ISIS上，另一個位于轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座酶啟動子上。上，另一個位于轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座酶啟動子上。Tn10Tn10與宿主與宿主DNA DNA 一同復(fù)制時，產(chǎn)生半甲基化，轉(zhuǎn)座子激一同復(fù)制時，產(chǎn)生半甲基化，轉(zhuǎn)座子激活，編碼出轉(zhuǎn)座酶，導(dǎo)致轉(zhuǎn)座，一旦兩個位點均被甲基活，編碼出轉(zhuǎn)座酶，導(dǎo)致轉(zhuǎn)座，一旦兩個位點均被甲基化，那么轉(zhuǎn)座酶停頓合成，轉(zhuǎn)座停頓。化，那么轉(zhuǎn)座酶停頓合成，轉(zhuǎn)座停頓。GATCGATC2 2、 經(jīng)過啟動子調(diào)理：經(jīng)

30、過啟動子調(diào)理：Tn10Tn10上有二個方向相反的啟動子，上有二個方向相反的啟動子，向外的啟動子較強，稱向外的啟動子較強，稱PoutPout，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為一短鏈，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為一短鏈RNARNA，向，向內(nèi)的啟動子內(nèi)的啟動子PinPin較弱，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為一個有編碼區(qū)段的較弱，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為一個有編碼區(qū)段的RNARNA，可翻譯出可翻譯出47KD47KD的轉(zhuǎn)座酶，兩種轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的轉(zhuǎn)座酶，兩種轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNARNA之間有之間有40bp40bp的的重疊，可結(jié)合從而抑制轉(zhuǎn)座酶的表達。重疊，可結(jié)合從而抑制轉(zhuǎn)座酶的表達。.四轉(zhuǎn)座子引起的某些遺傳學(xué)效應(yīng)四轉(zhuǎn)座子引起的某些遺傳學(xué)效應(yīng) 引起插入突變引起插入突變 插入位置上出現(xiàn)新的基因

31、插入位置上出現(xiàn)新的基因 插入位置出現(xiàn)靶插入位置出現(xiàn)靶DNADNA的少數(shù)核苷酸對反復(fù)的少數(shù)核苷酸對反復(fù) 導(dǎo)致染色體畸變導(dǎo)致染色體畸變 切除，轉(zhuǎn)座子從原來的位點上消逝。切除，轉(zhuǎn)座子從原來的位點上消逝。真核生物的轉(zhuǎn)座作用真核生物的轉(zhuǎn)座作用 較清楚的是果蠅的較清楚的是果蠅的P P成分，玉米的成分，玉米的Ac-DsAc-Ds元件元件1 1 玉米的轉(zhuǎn)座成分玉米的轉(zhuǎn)座成分玉米中存在幾組控制元件：玉米中存在幾組控制元件：Ac-DsAc-Ds，spmspm， DtDt等，不同品系中其數(shù)等，不同品系中其數(shù)目和位置不同。較清楚的是目和位置不同。較清楚的是Ac-DsAc-Ds元件，其中元件，其中AcAc是自主成分，是

32、自主成分，DsDs是非自主成分。是非自主成分。AcAc是一個是一個Figure The Ac element has two open reading frames; Ds elements have internal deletions.Controlling elements in maize form families oftransposons完好的轉(zhuǎn)座子，長完好的轉(zhuǎn)座子，長4563bp4563bp，可轉(zhuǎn)錄出，可轉(zhuǎn)錄出3600bp3600bp的的mRNAmRNA，含，含807807個密碼子序列，在編碼個密碼子序列，在編碼序列兩側(cè)有序列兩側(cè)有11bp11bp的反向的反向反復(fù)序列，反復(fù)序列

33、，AcAc具有轉(zhuǎn)座具有轉(zhuǎn)座酶基因，可以自主挪動，酶基因，可以自主挪動，它能引起較高回復(fù)頻率它能引起較高回復(fù)頻率的突變，的突變，AcAc突變可導(dǎo)致突變可導(dǎo)致玉米合成花樣素苷。玉米合成花樣素苷。 Ds Ds元件是在轉(zhuǎn)座酶基因上有缺失的元件是在轉(zhuǎn)座酶基因上有缺失的AcAc元件，元件，在在AcAc成分的激活下，成分的激活下，DsDs成分可以轉(zhuǎn)座到新的靶成分可以轉(zhuǎn)座到新的靶位點，使靶位點處的基因失活，改動基因的表位點，使靶位點處的基因失活，改動基因的表達活性，達活性，DsDs突變能引起穩(wěn)定的突變，產(chǎn)生無色突變能引起穩(wěn)定的突變，產(chǎn)生無色的玉米粒。的玉米粒。2 2 果蠅中的果蠅中的P P元件元件果蠅中兩個品

34、系果蠅中兩個品系P P型和型和M M型型雜交時，會出現(xiàn)：雜交時，會出現(xiàn)： P P雄雄+M+M雌雌 后代不育后代不育 P P雌雌+M+M雄雄 后代可育后代可育 P P品系中有品系中有P P因子，因子，M M品系中品系中無。無。P P元件長度是變化的，元件長度是變化的，但序列同源，最長但序列同源，最長P P元件長元件長約約2.5 Kb2.5 Kb，有四個與轉(zhuǎn)座，有四個與轉(zhuǎn)座作用有關(guān)的可譯框作用有關(guān)的可譯框ORFORF。P P元件的兩側(cè)有元件的兩側(cè)有31bp31bp的反向的反向反復(fù)序列，在靶位點上構(gòu)反復(fù)序列，在靶位點上構(gòu)成成8bp8bp的正向反復(fù)。的正向反復(fù)。P P元件在體細胞中，僅前兩元件在體細胞

35、中，僅前兩個內(nèi)含子個內(nèi)含子0 0、1 1可被剪切，外可被剪切，外顯子顯子2 2和和3 3 不發(fā)生剪接，產(chǎn)不發(fā)生剪接，產(chǎn)生的生的mRNAmRNA為為ORF0-ORF1-ORF2ORF0-ORF1-ORF2，編碼編碼66KD66KD的蛋白，為轉(zhuǎn)座酶的蛋白，為轉(zhuǎn)座酶的抑制物。的抑制物。P P元件在卵細胞中，可剪切元件在卵細胞中，可剪切除去除去0 0、1 1、2 2、和、和3 3個內(nèi)含子，個內(nèi)含子，將全部將全部4 4個外顯子剪接在一個外顯子剪接在一同，同，mRNAmRNA的翻譯產(chǎn)物為的翻譯產(chǎn)物為87KD87KD的轉(zhuǎn)座酶，致命的轉(zhuǎn)座酶，致命P P元件發(fā)生元件發(fā)生轉(zhuǎn)座，使配子細胞不育，導(dǎo)轉(zhuǎn)座，使配子細胞不育，導(dǎo)致后代不育。致后代不育。 在卵細胞中有細胞質(zhì)，精細胞幾乎無細胞質(zhì)，卵細胞中早在卵細胞中有細胞質(zhì)，精細胞幾乎無細胞質(zhì)，卵細胞中早已充溢了轉(zhuǎn)座酶的阻遏物，固已充溢了轉(zhuǎn)座酶的阻遏物，固P P品系的雌果蠅與任何品系品系的雌果蠅與任何品系的雄果蠅雜交，后代全都可育，而的雄果蠅雜交，后代全都可育，而M M品系中，由于卵細胞品系中，由于卵細胞中無完好的中無完好的P P成分，也就無轉(zhuǎn)座酶的抑制物，當其與成分，也就無轉(zhuǎn)座酶的抑制物，當其與P P品系品系的雄果蠅雜交時，的雄果蠅雜交時，P P成分被