轉(zhuǎn)座子的插入突變及轉(zhuǎn)座子的應(yīng)用

關(guān)于轉(zhuǎn)座子的插入突變及轉(zhuǎn)座子的應(yīng)用第1頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六一、轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)

轉(zhuǎn)座子（transponson,簡(jiǎn)稱Tn）,又稱易位子，是指存在于染色體DNA上可以自主復(fù)制和位移的一段DNA序列。

轉(zhuǎn)座子可以在不同復(fù)制子之間轉(zhuǎn)移，以非正常重組方式從一個(gè)位點(diǎn)插入到另外一個(gè)位點(diǎn)，對(duì)新位點(diǎn)基因的結(jié)構(gòu)與表達(dá)產(chǎn)生多種遺傳效應(yīng)。第2頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六一、轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子是1951年美國(guó)玉米遺傳育種學(xué)家Mcclintock最早發(fā)現(xiàn)的，是針對(duì)玉米籽粒中色斑不穩(wěn)定現(xiàn)象而提出來(lái)的。當(dāng)時(shí)這是一個(gè)新概念，它突破了以往人們認(rèn)為基因在染色體上的位置是固定不變的認(rèn)識(shí)，所以一開(kāi)始并不被大家接受，直到1967年在大腸桿菌(E．coli)的半乳糖操縱子研究中發(fā)現(xiàn)了這類(lèi)插入序列，才得以被普遍認(rèn)同。第3頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六一、轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的研究說(shuō)明，在生物界中轉(zhuǎn)座子是普遍存在的，并認(rèn)為在生物的遺傳進(jìn)化方面有重要作用。轉(zhuǎn)座子從一個(gè)位置轉(zhuǎn)座到另一個(gè)位置的轉(zhuǎn)入和切出過(guò)程，改變了原有基因的結(jié)構(gòu)和排序，從而產(chǎn)生了突變。目前生物體中所發(fā)現(xiàn)的10％的突變是由于它抑制其他基因的表達(dá)而形成的。第4頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六二、轉(zhuǎn)座子的分類(lèi)（一）簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)座子（插入序列，IS）結(jié)構(gòu)特征：1、含短的末端反向重復(fù)序列（15-25bp）;2、含編碼轉(zhuǎn)座酶的基因;3、靶位點(diǎn)存在5-9bp的短正向重復(fù)序列。第5頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六二、轉(zhuǎn)座子的分類(lèi)（二）復(fù)合轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)特征：(1)中間區(qū)域含編碼轉(zhuǎn)座酶以外的標(biāo)記基因；(2)兩端具有插入序列；(3)兩末端是反向重復(fù)序列；(4)靶位點(diǎn)存在短正向重復(fù)序列。第6頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六第7頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六三、轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座機(jī)制

據(jù)轉(zhuǎn)座子的移動(dòng)機(jī)制，轉(zhuǎn)座可分為：（一）復(fù)制型轉(zhuǎn)座（二）非復(fù)制型轉(zhuǎn)座第8頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六

（一）非復(fù)制型轉(zhuǎn)座特征1、斷裂和重接反應(yīng)使靶重構(gòu)。2、供體保持裂缺。3、不形成共整合體。第9頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六（二）復(fù)制型轉(zhuǎn)座特征：1、轉(zhuǎn)座后原來(lái)位置上的轉(zhuǎn)座因子保持不變；2、轉(zhuǎn)座過(guò)程中有一共整合體。第10頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六四、轉(zhuǎn)座子的應(yīng)用基因的標(biāo)定構(gòu)建突變體庫(kù)鑒別菌株及群體多樣性生態(tài)環(huán)境污染的生物修復(fù)轉(zhuǎn)基因生物的克隆第11頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六1、基因的標(biāo)定

所要分離和克隆的基因不同，在定位和標(biāo)定時(shí)所用的方法也不同。若要獲得感興趣的己知目的基因，則采用目的誘變策略，即用一個(gè)穩(wěn)定遺傳的隱性純合體與一個(gè)帶有活躍轉(zhuǎn)座子的顯性純合體雜交，可以在F1代標(biāo)定目的基因。第12頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六1、基因的標(biāo)定

若要獲得引起新突變的未知基因，則用隨機(jī)誘變策略(非目的誘變)，即將帶有功能性轉(zhuǎn)座因子的顯性純合系植株與不帶轉(zhuǎn)座因子的同種植株雜交，產(chǎn)生的F1子代再自交，在F2代中就可篩選到轉(zhuǎn)座子隨機(jī)插人引起突變表型的突變株，然后選擇感興趣的新突變株進(jìn)行研究。第13頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六2、構(gòu)建突變體庫(kù)轉(zhuǎn)座子具有可選擇的抗性標(biāo)記而容易在體內(nèi)鑒定突變，經(jīng)轉(zhuǎn)座子誘變的突變子含有已知的DNA片段，可以通過(guò)轉(zhuǎn)座子序列的雜交來(lái)鑒定突變基因的位置，經(jīng)轉(zhuǎn)座子誘變的突變體具有高度的極性，使得被誘變的基因以及同一操縱子內(nèi)的下游基因完全喪失功能。第14頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六2、構(gòu)建突變體庫(kù)正因?yàn)橐陨限D(zhuǎn)座子的特征，轉(zhuǎn)座子才被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建插入突變體庫(kù)，現(xiàn)已成為研究基因功能的重要手段之一。目前研究和應(yīng)用得較多的有Tn10、Tn5、Tn3和Mu噬菌體。第15頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六3、鑒別菌株及群體多樣性轉(zhuǎn)座子通常限制性地分布于特定的真菌菌株或群體中，可以作為特定菌株的診斷工具，已用于絲狀真菌群體多樣性分析。在醫(yī)藥工業(yè)方面已用于有益菌株的鑒別，在植物病理學(xué)方面已用于鑒別特定的病原。第16頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)47分，星期六4、生態(tài)環(huán)境污染的生物修復(fù)由于基因的可變性及轉(zhuǎn)座子的遺傳調(diào)控，許多微生物能夠利用人工合成的化學(xué)物質(zhì)，與微生物分解代謝相關(guān)的基因往往與插入元件