轉座遺傳因子

tn tn tn

發現：20世紀50年代，Barbara McClintock (1902-1992)
研究玉米遺傳，發現在染色體組不同區域存在可轉移的遺傳成分。（1983年獲Nobel）
隨後，在果蠅染色體組中發現可轉移的遺傳成分
60年代後期發現大腸桿菌的突變由於染色體的插入序列所致。轉座遺傳因子：存在於細胞內，位於染色體或質粒上的一段特殊可移動的序列。
轉座：轉座涉及轉座元的複製，當一個拷貝插入到基因組的新位置時，原來位置上仍然保留著一個拷貝。轉座成分包括： 插入序列、複合轉座元、轉座噬菌體
一、插入序列(IS)
插入序列是一段0.7-0.8kb的序列，含與轉座相關的基因，存在於染色體、質粒或噬菌體上,多拷貝。
1）種類：多 2）IS含末端倒轉重複序列(IR)
3）IS序列插入時，導致受體基因組靶點序列倍增，為同向重複序列
二、複合轉座元
（composite transposon）
 複合轉座元：除含有與自身轉座相關基因,還含有其他基因。
1.結構:由一個中心序列和位於兩側的臂組成.
兩側的臂序列相同, 為倒轉重複序列。
有時兩側的臂為插入序列IS。
IS無論同向還是反向，兩邊臂中外側序列總是表現為倒轉重複序列IR
★一些複合轉座元兩個組件完全相同，有些兩個組件鹼基序列有差異，如：Tn10中的IS10L和IS10R。但是兩個組件的IR相同。
★兩個組件有差異時，轉座作用依靠其中一個組件完成。如： Tn10中的IS10R
★兩個組件相同時，任何一個組件可完成轉座。
2、轉座
兩個靠得不太遠的插入序列能夠使它們之間的任何序列或它們自身轉座。
Tn10(tetR)處於一個不大的環形質粒中。
3、轉座機制
1）轉座元本身的複製
2）靶序列的斷裂和倍增
★DNA內切酶作用靶序列兩側各一單鏈形成切口
★轉座元插入切口
★兩段靶點序列單鏈由DNA聚合酶填補
3) 共整合現象
將質粒、噬菌體和染色體稱複製元
含有轉座元的複製元和另一個複製元同處於一個細胞時，兩者可以融合形成共合體
共合體有兩個複製元
細胞繁殖許多代以後共合體會消失。
4) 轉座模型
1）給體轉座元兩側和受體靶序列兩側各一單鏈產生切口
2）二者相連，產生X 結構
3）轉座元複製形成共和體
4）兩個轉座元發生重組和拆分，重新產生各含一個拷貝轉座元的給體和受體DNA.4、複合轉座元介紹
1）Tn3轉座作用
Tn3全長4957bp，兩端各有38bpIR。
Tn3有三個結構基因：TNPA基因、 tnpR基因和ampr
tnpA基因：編碼轉座酶（識別和切割給體轉座元兩側和受體靶序列兩側各一單鏈）
tnpR基因：編碼的蛋白質具有拆分酶活性（共和體拆分）
tnpA和 tnpR基因轉錄方向相反。
res位點處於tnpA和 tnpR基因調空區內。包括三個結合位點
tnpR蛋白質通過與res位點結合而行使拆分酶功能的。
tnpR基因：編碼的蛋白質具有拆分酶活性（共和體拆分）
tnpA和 tnpR基因轉錄方向相反。
res位點處於tnpA和 tnpR基因調空區內。包括三個結合位點
tnpR蛋白質通過與res位點結合而行使拆分酶功能的。
2）Tn5轉座作用
Tn5最早發現於肺炎克氏桿菌的JR67質粒中。
長度5.7kb, 左右兩端為1534bp 的插入因子IS50R (AT)和IS50L(GC)，有一對鹼基有差別
中間段有三個結構基因:
kan 、bl、str，屬於同一個操縱元。
IS50R ：含有一個ORF, 產生兩種蛋白
tnp編碼的轉座酶，行使轉座功能。
inh編碼的抑制蛋白，抑制轉座作用。
IS50L：含有一個ORF, 由於一對鹼基突變形成終止密碼子，不能進行正常轉錄，合成的兩個多肽短一截，沒有轉座能力。
IS50L上含有Tn5抗性基因啟動子序列，為抗性基因轉錄和表達所必須。
三、轉座噬菌體
1）結構:線形DNA分子，37kb.不含IR 序列，游離MuDNA兩端各接一段寄主DNA , 整合狀態時會消失。
2）MuDNA左端含有與轉座有關的A基因和B基因，分別編碼分子量為70kb和33 kb的兩種蛋白。
 C基因編碼的產物對A基因和B基因表達有調節作用
 右端含有G片段。
3）Mu噬菌體的轉座
 遵循轉座機制
 Mu噬菌體進入溶源生長時, 可隨機插入寄主DNA 任意部位,造成靶點倍增（5pb）。
 Mu噬菌體進入裂解生長時，複製產生的後代MuDNA幾乎全部插入寄主DNA上，
 寄主染色體上包括許多MuDNA，形成共和體，共和體被切斷，每一個MuDNA兩側連線一段寄主DNA。
G片段的作用