转座子和逆转座子

转座子和逆转座子演示文稿当前第1页\共有55页\编于星期四\12点（优选）转座子和逆转座子当前第2页\共有55页\编于星期四\12点DiscoveryofTransposableElementsMcClintock’sexperimentsinmaize:theDselement

1940-19503转座因子的发现当前第3页\共有55页\编于星期四\12点印第安彩虹玉米，具有从最大到最小易于区分的10对染色体。解离因子

(Dissociation,Ds):locatedatthesiteofthebreak激活因子

(Activator,Ac)

:unlinkedgeneticfactor4当前第4页\共有55页\编于星期四\12点5当前第5页\共有55页\编于星期四\12点

TransposableelementinE.coli

,

19606当前第6页\共有55页\编于星期四\12点转座子的分类7非复制性的转座（占已经发现的多数）复制性逆转座逆转座病毒样的转座子当前第7页\共有55页\编于星期四\12点第一节细菌的转座因子TransposableelementsinBacteria

两大类:简单转座因子：只包含和转座有关的基因序列。Simpletransposableelements

whichcarryonlytheinformationrequiredformovement.复合转座因子：除了含有与转座相关的基因外还有其它基因（如抗生素抗性基因）。ComplextransposableelementswhichcontainDNAsequencesnotdirectlyrelatedtotransposition.8当前第8页\共有55页\编于星期四\12点1.插入序列

(Insertionsequences，IS)

9不含任何宿主基因的可转位的DNA序列，是最简单的转座因子。当前第9页\共有55页\编于星期四\12点插入序列的结构ThestructureofISelement10当前第10页\共有55页\编于星期四\12点11正向重复序列反向重复序列当前第11页\共有55页\编于星期四\12点12当前第12页\共有55页\编于星期四\12点插入序列末端两重复序列高度相似但不完全相同。AnISelementendsinshortinvertedterminalrepeats;usuallythetwocopiesoftherepeatarecloselyrelatedratherthanidentical.插入序列的中间序列常具有编码转座酶的功能。ISelementscodeforthetransposase.插入序列转座后常导致靶位点的重复。WhenanISelementtransposes,asequenceofhostDNAatthesiteofinsertionisduplicated.13插入序列特点：当前第13页\共有55页\编于星期四\12点DuplicationofashortsequenceofDNAattheinsertionsite14当前第14页\共有55页\编于星期四\12点TheISelementsarenormalconstituentsofbacterialchromosomesandplasmids.15当前第15页\共有55页\编于星期四\12点FormationofaconjugativeRplasmidbyrecombinationbetweenISelements16(Resistancetransferfactore,RTF)细菌耐药性当前第16页\共有55页\编于星期四\12点2.复合转座子CompositeTransposons

CompositetransposonscontainavarietyofgenesthatresidebetweentwonearlyidenticalISelements.CompositetransposonisdesignatedbyTn,followedbyanumber.17四环素当前第17页\共有55页\编于星期四\12点18氯霉素四环素卡拉霉素当前第18页\共有55页\编于星期四\12点一些复合转座子两端的IS序列完全相同的，如Tn9和Tn903。Insomecases,ISmodulesareidentical,suchasTn9(directrepeatsofIS1)orTn903(invertedrepeatsofIS903).另外一些转座子中，IS非常相似但不完全相同，因而用R和L表示。Inothercases,themodulesarecloselyrelated,butnotidentical.SowecandistinguishtheLandRmodulesinTn10orinTn5.复合转座子特点：当前第19页\共有55页\编于星期四\12点Aschematicmapofaplasmidcarryingsimpleandcompositetransposon-resistancegenes.20当前第20页\共有55页\编于星期四\12点IS序列既可以自我转座又可以和复合转座子共同转座。AfunctionalISmodulecantransposeeitheritselfortheentiretransposon.当IS序列完全相同时，两者均可独立进行转座。WhenthetwoISmodulesareidentical,eithermodulecansponsorthetransposition.当IS序列不完全相同时，两者之一引发转座，L。Whenthemodulesaredifferent,transpositioncandependononeofthemodules当前第21页\共有55页\编于星期四\12点3.非复合型转座子Noncompositetransposons22转座酶抑制酶氨苄青霉素抗性反向重复序列当前第22页\共有55页\编于星期四\12点23共整合体当前第23页\共有55页\编于星期四\12点第二节真核生物的转座因子

TransposableElementsinEukaryotesDNA转座子

(cutandpastetransposons)AcandDselementsinmaizePelementsinDrosophila反转座子（Retrotransposons）24当前第24页\共有55页\编于星期四\12点1.玉米的Ac-Ds转座系统

（TheAc-Dssysteminmaize）BarbaraMcClintock(1902-1992)1940s~1950s1983NobelPrize25当前第25页\共有55页\编于星期四\12点26Movie当前第26页\共有55页\编于星期四\12点玉米中转座因子效应27？当前第27页\共有55页\编于星期四\12点28当前第28页\共有55页\编于星期四\12点其它植物中的转座因子Transposableelementinotherplantspeassnapdragons29SBE直链支链当前第29页\共有55页\编于星期四\12点杂交劣育（Hybriddysgenesis）:aconditioncausingsterility,elevatedmutationrate,andachromosomerearrangementintheoffspringofcrossesbetweencertainstrainsoffruitflies.

302.果蝇的P因子

PelementtransposonsinDrosophilia当前第30页\共有55页\编于星期四\12点31当前第31页\共有55页\编于星期四\12点32反向重复序列体细胞生殖细胞终止密码子阻遏蛋白转座酶当前第32页\共有55页\编于星期四\12点66KD的转座阻遏蛋白是造成现象差异的主要原因。（The66KDrepressorproteinisprovidedasamaternalfactorintheegg）33当前第33页\共有55页\编于星期四\12点P-element-mediatedgenetransferinDrosophila34当前第34页\共有55页\编于星期四\12点3.反转录病毒与反转座子

RetrovirusesandRetroposons

反转录病毒：单链的RNA病毒，依靠独立的双链DNA中间体结构进行感染。Retroviruses

aresingle-strandedRNAanimalvirusesthatemployadouble-strandedDNAintermediateforreplication.35当前第35页\共有55页\编于星期四\12点36当前第36页\共有55页\编于星期四\12点※Thelifecycleofaretrovirus※37当前第37页\共有55页\编于星期四\12点Thetypicalgenomeofaretroviruscontainsgag,pol,andenvgenes逆转录病毒基因表达38菱形衣壳蛋白外壳蛋白逆转录酶病毒侧翼序列当前第38页\共有55页\编于星期四\12点逆转录病毒可随机整合到宿主细胞。TheviralDNAintegratesintothehostgenomeatrandomlyselectedsites.有时（几率较小）逆转录病毒可能将宿主细胞转化为肿瘤细胞。Sometimes(probablyratherrarely),theintegratedretroviruscanconvertahostcellintoatumorigenicstatethroughactivatingcertaintypesofhostgenes.39当前第39页\共有55页\编于星期四\12点40启动子增强子当前第40页\共有55页\编于星期四\12点逆转座子（Retroposon）

逆转录转座子指通过RNA为中介,反转录成DNA后进行转座的转座因子。逆转座作用出现在真核生物。

（TransposableelementsthatutilizereversetranscriptasetotransposethroughanRNAintermediatearetermedretrotransposons.）退化的逆病毒当前第41页\共有55页\编于星期四\12点42当前第42页\共有55页\编于星期四\12点

逆转座子在真核生物中可分为两类：

病毒样逆转座子

(Viralretrotransposons):

与反转录病毒结构类似，不同之处在于不形成病毒颗粒。

如YeastTyelements,Drosophila

copia

elements

非病毒样逆转座子

(Nonviralretrotransposons)

:

不形成逆转录酶和整合酶，依靠外源提供的转座酶，真核生物基因组中所占比例最高。

LINEs(longinterspersedelements)and

SINEs

inmammals43当前第43页\共有55页\编于星期四\12点病毒与真核生物基因组中逆转座子结构比较44鼠白血病毒当前第44页\共有55页\编于星期四\12点酵母TY系列（YeastTyelements）About35Ty1copiesintheyeastgenome.

δsequences:330bp,about100copies.

soloδelement.45当前第45页\共有55页\编于星期四\12点**3.Basesubstitutionformarkingoneδ

TranspositionthroughanRNAintermediate462.半乳糖诱导启动子1实验证明：当前第46页\共有55页\编于星期四\12点Drosophila

copiaelements47当前第47页\共有55页\编于星期四\12点转座因子的频率不同的转座因子的转座频率不同。每个世代转座频率约为10-3~10-4

。Newgerm-linetranspositionsareestimatedtooccuronceinevery50to100humanbirths.每个世代中转座插入靶位点使某个基因所引起的突变和自发突变概率相当，约为10-5~

10-7

。48第三节转座的遗传学效应

Geneticeffectoftransposition当前第48页\共有55页\编于星期四\12点49TransposableelementsasgeneticparasitesReplicationandspreadofTesmayservenopurposeforthecell.TheinsertionofTesintoagenewilloftendestroyitsfunction,withharmfulconsequencesforthecell.ThetimeandenergyrequiretoreplicatelargenumbersofTesarelikelytoplaceametabolicburdenonthecell.当前第49页\共有55页\编于星期四\12点人类中的转座子ElementtypeLengthCopiesingenome%ofgenomeLINEs1-6kb850,00021SINEs100-500bp1,500,00013%LTRelements<5kb443,0008DNAelements80-300bp294,0003Unclassified-3,0000.1%50当前第50页\共有55页\编于星期四\12点Repetitivee