可移动的遗传因子转座和染色体外遗传因子ppt课件

1、第三章第三章 可挪动的遗传因子转座子可挪动的遗传因子转座子 和染色体外遗传因子和染色体外遗传因子 生化教研室生化教研室 林丽彬林丽彬主要内容主要内容第一节第一节 转转 座座 子子第二节第二节 质质 粒粒第三节第三节 遗传重组遗传重组第一节第一节 转转 座座 子子l 转座子转座子(transposons) 概念：概念：转座子是基因组突变的主要要素之一。转座子是基因组突变的主要要素之一。转座子转座子transponsn,简称简称Tn是原核生物是原核生物和真核和真核生物基因组中存在着可从一个染色体位点转生物基因组中存在着可从一个染色体位点转移到另一位点的一些移到另一位点的一些DNA序列。这些序列。这

2、些DNA序序列可以经过切割、重新整合等一系列过程从列可以经过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置基因组的一个位置“腾跃到另一个位置。故腾跃到另一个位置。故又称腾跃基因。又称腾跃基因。 一、转座子的分类和构造特征一、转座子的分类和构造特征一原核生物转座子的类型：一原核生物转座子的类型：1、插入序列、插入序列insertion sequences，IS 最简单的转座子。最简单的转座子。2、复合转座子、复合转座子 类转座子类转座子 由由IS类转座组件构成的类转座组件构成的复合体。复合体。IRIRTransposase Gene有用基有用基因因组成：两端为组成：两端为IS序列或类序列或类IS序

3、列序列 中间编码抗生素物质中间编码抗生素物质3、转座子、转座子A家族家族类转座子类转座子Tn A家族家族 携带转座和耐药等基因的独立体家携带转座和耐药等基因的独立体家族。族。组成：两端为组成：两端为ITR，而不是，而不是IS 中间编码区含转座酶编码基因，及中间编码区含转座酶编码基因，及 抗生素抗性和解离酶等编码基因。抗生素抗性和解离酶等编码基因。4、转座噬菌体、转座噬菌体类转座子了解类转座子了解二真核生物转座子的类型了解二真核生物转座子的类型了解1、酵母菌中的转座子、酵母菌中的转座子Ty因子：因子：2、果蝇中的转座子、果蝇中的转座子P因子、因子、FB因子等：因子等：3、玉米中转座子、玉米中转座

4、子玉米调控元件玉米调控元件4、逆转录转座子、逆转录转座子逆转录病毒、病毒超逆转录病毒、病毒超家族家族 及非病毒超家族。及非病毒超家族。二、转座子机制二、转座子机制+三、转座效应了解三、转座效应了解1、转座的遗传效应：、转座的遗传效应：转座子转座子3、异常转座的效应：、异常转座的效应：4、对宿主细胞活力的影响：、对宿主细胞活力的影响：2、准确转座的构造效应：、准确转座的构造效应：四、逆转录病毒和逆转录转座子四、逆转录病毒和逆转录转座子n 逆转录病毒与逆转录转座子的区别：逆转录病毒与逆转录转座子的区别：1、逆转录病毒基因组与逆转录转座子构造、逆转录病毒基因组与逆转录转座子构造1逆转录病毒：逆转录病

5、毒：2逆转录转座子：逆转录转座子： 逆转录产生原病毒像溶源性噬逆转录产生原病毒像溶源性噬菌体菌体DNA一样，成为宿主基因组一样，成为宿主基因组的一部分；的一部分； 细胞细胞DNA序列能够序列能够与病毒序列重组，并经过转座作与病毒序列重组，并经过转座作用插入新位点，改动细胞的性质。用插入新位点，改动细胞的性质。u 逆转录产生的线形病毒逆转录产生的线形病毒DNA，由整合酶催化插入宿主靶位点由整合酶催化插入宿主靶位点DNA，这一整合过程与转座子一样。这一整合过程与转座子一样。3、逆转录病毒与转导了解、逆转录病毒与转导了解u 逆转录病毒可转导真核细胞的序列，常被称逆转录病毒可转导真核细胞的序列，常被称

6、u为转导逆转录病毒。为转导逆转录病毒。u 原病毒原病毒DNA整合在整合在C-onc基因附近，二者可基因附近，二者可u交融在一同，转录后构成一条即含病毒序列又交融在一同，转录后构成一条即含病毒序列又含含uC-onc的的RNA，后者如含包装信号可被包装进，后者如含包装信号可被包装进u病毒颗粒中，构成含有一条交融病毒颗粒中，构成含有一条交融RNA和一条正和一条正u常病毒常病毒RNA的二倍体病毒颗粒。的二倍体病毒颗粒。u 二者分子之间发生重组将会产生转化逆转录二者分子之间发生重组将会产生转化逆转录u病毒基因组。病毒携带病毒基因组。病毒携带V-onc，即具有转化才干。，即具有转化才干。LTRgagpol

7、envLTRVirus DNAVirus proteinLTRgagLTRV-onc Transforming Virus DNAVirus protein逆转录病毒和携带细胞基因序列病毒基因组比较逆转录病毒和携带细胞基因序列病毒基因组比较第二节第二节 质质 粒粒 质粒质粒plasmid：为多数细菌和某些真核细胞染色：为多数细菌和某些真核细胞染色体外的环状双链体外的环状双链DNA分子分子 。质粒质粒plasmidplasmid质粒复制方式：质粒复制方式： 均为半保管复制，并在复制周期内坚持环状构造。均为半保管复制，并在复制周期内坚持环状构造。质粒复制方式多样，包括：质粒复制方式多样，包括： 单

8、向复制、双向复制、单向与双向并存。单向复制、双向复制、单向与双向并存。l 经过细菌的结协作用，经过细菌的结协作用，F 质粒在不丧失本质粒在不丧失本l 身的情况下，可从一个细胞转移到无身的情况下，可从一个细胞转移到无F 质质l 粒的另一个细胞中。粒的另一个细胞中。 1、氨苄青霉素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因 ampr 2、四环素抗性基因、四环素抗性基因 tetr 3、氯霉素抗性基因、氯霉素抗性基因cmr 或或 cat 根据对DNA序列和所需蛋白质因子的要求1、同源重组的产生：、同源重组的产生：拼接重组体拼接重组体 chi位点：位点：5-GCTGGTGG-3目前发现的重组目前发现的重组热点，热点，

9、E.coli基因组中大约每基因组中大约每10Kb出现一个该位点出现一个该位点.53 chi位点：5-GCTGGTGG-3u Ruv C 是一种核酸内切酶是一种核酸内切酶-专注性识别专注性识别Hollidayu 构造的衔接点。构造的衔接点。l 拆分分三步进展：拆分分三步进展：四、同源重组的主要途径四、同源重组的主要途径1Rec BCD 途径：是最重要的一条途径。途径：是最重要的一条途径。2Rec F 途径：在途径：在Rec BCD 途径不能运作途径不能运作 的情况下，大肠杆菌启动该途径。的情况下，大肠杆菌启动该途径。3Rec E 途径：不用途径：不用Rec BCD ，也不用，也不用Rec A。

10、4Red 途径：为重组缺陷途径，是途径：为重组缺陷途径，是噬菌体噬菌体 公用途径。公用途径。BOBatt Batt PPOPIntIHFIntXisIHFBOPPOBatt Latt R原噬菌体原噬菌体切除切除整合整合细菌细菌DNA噬菌体噬菌体u 噬菌体的切除需求三种蛋白：噬菌体的切除需求三种蛋白：u 整合酶整合酶integratase，Int：u 整合宿主因子整合宿主因子IHF：u 切除酶切除酶excisionase，Xis：Xis和和Int结合构成复合物，作用于结合构成复合物，作用于BOP和和POB位点，促进两者之间的相互作用和重组。位点，促进两者之间的相互作用和重组。u 整合与切离的反响如下：整合与切离的反响如下：POP(attP) + BOB(attB)Int, IHF, XisInt, IHFBOP(attL) + POB(attR)u 酶蛋白作用的特异性：酶蛋白作用的特异性：u Int、IHF只能在只能在attP POP上构成整上构成整合合u 体，再作用于体，再作用于attBBOB，继而切断、，继而切断、相相u 互交换重组衔接。互交换重组衔接。 Int、IHF不能在不能在attL BOPu 或或attR POB上构成整合体，从而决上构成整合体，从而决议重议重u 组方向。组方向。u Xis、Int、IHF只能与只能与attL BOP或或attR P