基因重組hollidaY的學(xué)習(xí)資料第1頁/共85頁2５．回復(fù)突變（backorreversemutation）：是指由突變型四復(fù)為野生型的突變。６．抑制基因突變（suppressormutation）：是指一個(gè)基因的突變表型可因另一基因的突變而發(fā)生改變，后一個(gè)基因就稱為抑制基因。７．突變率（mutationrate）：指在一個(gè)世代中或其他規(guī)定的單位時(shí)間內(nèi)，在特定的條件下，一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一突變的概率。對于有性生殖的生物，突變率用一定數(shù)目配子中的突變配子的比例來表示；細(xì)菌的突變率則用一定數(shù)目的細(xì)胞在分裂一次過程中發(fā)生突變的次數(shù)表示。能常多細(xì)胞生物的突變率高于單細(xì)胞原核生物。BACK與突變有關(guān)的幾個(gè)概念第2頁/共85頁3堿基類似物指與DNA分子中堿基結(jié)構(gòu)十分相似的化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，這些類似物可以摻入到DNA分子中而引起誤配，例如５－溴尿嘧啶（5-BU）以酮式存在時(shí)可與Ａ配對，以烯醇式存在時(shí)可與Ｇ配對，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換的發(fā)生。同時(shí)，有5-Bu引起的突變也可以由再誘發(fā)回復(fù)突變。2-氨基嘌呤也有類似的情況。

（1）堿基類似物第3頁/共85頁4（1）堿基類似物第4頁/共85頁55-BU的誘變機(jī)制：

AAGTTCAAGGTBUBUBUGGACC

TGGAACBUBUBUBU摻入第一次復(fù)制第二次復(fù)制（1）堿基類似物第5頁/共85頁6A、ＤＮＡ復(fù)制時(shí)空位的相對位置上出現(xiàn)Ｔ而引起轉(zhuǎn)換OAGOTTCCGCII：烷化劑：這是一類帶有一個(gè)（單功能烷化劑）或幾個(gè)（多功能烷化劑）不穩(wěn)定的烷基，可與核酸中的堿基起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。大多數(shù)烷化劑可在鳥嘌呤的第七位上產(chǎn)生烷化作用，形成７－烷基鳥嘌呤。７－烷基鳥嘌呤很不穩(wěn)定，可以脫去烷基而恢復(fù)原狀，也可以使核糖－鳥嘌呤間的共價(jià)鍵斷裂而脫去鳥嘌呤。脫去鳥嘌呤的位置上便形成一個(gè)空位，這一空位有以下幾個(gè)可能的效應(yīng)：（2）堿基修飾劑（改變DNA結(jié)構(gòu)的誘變劑）第6頁/共85頁7B、ＤＮＡ復(fù)制時(shí)，在空位的相對位置上出現(xiàn)Ａ或Ｇ，引起顛換：C、導(dǎo)致ＤＮＡ斷裂，引起染色體畸變成移碼突變。也可能并不脫去７－烷基鳥嘌呤，但由于７－烷基嘌呤的存在使堿基錯(cuò)配而導(dǎo)致點(diǎn)突變。GOOTAACCOCGG（2）堿基修飾劑（改變DNA結(jié)構(gòu)的誘變劑）第7頁/共85頁8（2）堿基修飾劑（改變DNA結(jié)構(gòu)的誘變劑）第8頁/共85頁9（2）堿基修飾劑（改變DNA結(jié)構(gòu)的誘變劑）第9頁/共85頁10

吖啶類化合物（如原黃素等）：這一類誘變劑的特點(diǎn)是誘發(fā)移碼突變，使ＤＮＡ分子增加或缺失幾對核苷酸。

（3）DNA插入劑（結(jié)合到DNA上的化合物）BACK第10頁/共85頁11光復(fù)活作用（photoreactivation）：經(jīng)UV照射后的細(xì)菌等細(xì)胞如果暴露在可見光下時(shí)，存活數(shù)顯然大于在黑暗中培養(yǎng)的同一處理物。這是因?yàn)榧?xì)胞中含有一種可見光激活的酶，稱光復(fù)合酶。這種酶可與經(jīng)UV照射過的ＤＮＡ的黑暗中結(jié)合，如果經(jīng)可見光激活便可將二聚體分開來，同時(shí)酶脫離ＤＮＡ。光復(fù)活過程已在細(xì)菌、酵母、原生動(dòng)物、哺乳動(dòng)物乃至人類細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。二、ＤＮＡ損傷的修復(fù)第11頁/共85頁12二、ＤＮＡ損傷的修復(fù)光復(fù)活作用修復(fù)第12頁/共85頁13暗復(fù)活（darkreactivation）：

又稱切補(bǔ)修復(fù)（excisionrepair），所謂的暗復(fù)活是指修復(fù)ＤＮＡ的損傷并不需要光的激活作用，而不是指修復(fù)過程必須在暗中進(jìn)行。這一過程大約有四個(gè)酶參與，即首先由核酸內(nèi)切酶的作用下在ＤＮＡ損傷部位造成單鏈斷裂，然后在核酸外切酶的作用下切除二聚體及周圍的少數(shù)幾個(gè)核苷酸，而后在DNApolI或Ⅱ的作用下修補(bǔ)缺口，最后由連接酶連接成一個(gè)完整的ＤＮＡ雙鏈。二、ＤＮＡ損傷的修復(fù)第13頁/共85頁14暗復(fù)活修復(fù)二、ＤＮＡ損傷的修復(fù)第14頁/共85頁15重組修復(fù)（recombinationrepair）：重組修復(fù)是在DNA復(fù)制的情況下進(jìn)行的，所以又稱復(fù)制后修復(fù)。過程大致是：（１）復(fù)制：帶有二聚體的ＤＮＡ單鏈仍可做為模板進(jìn)行DNA復(fù)制，但是子代DNA鏈中在與二聚體對應(yīng)的部位出現(xiàn)空隙。（２）重組：有缺口的子代DNA鏈與另一完整的母鏈進(jìn)行重組，空隙由母鏈來的片段彌補(bǔ)而將空隙轉(zhuǎn)移給母鏈。（３）再合成：重組后，空缺已不再對著二聚體部位，而是面對著另一正常的單鏈，此時(shí)在ＤＮＡ多聚酶和連接酶作用下便可完成修復(fù)過程。二、ＤＮＡ損傷的修復(fù)第15頁/共85頁16這種重組修復(fù)并沒有從親代ＤＮＡ中除去二聚體，在以后的復(fù)制中還必須經(jīng)過重組修復(fù)的過程。但是隨著復(fù)制的繼續(xù)，損傷的ＤＮＡ鏈將在群體中逐步“稀釋”。二、ＤＮＡ損傷的修復(fù)重組修復(fù)第16頁/共85頁17DNA損傷修復(fù)的缺陷：DNA損傷修復(fù)的缺陷將帶來嚴(yán)重的后果?？蓪?dǎo)致細(xì)胞的突變，甚至死亡。人的DNA損傷修復(fù)的缺陷也將帶來多種疾病。如著色性干皮病（xerodermapigmentosum,XP）是一種常染色體隱性遺傳?。ˋR）。該病的病人是因?yàn)榕cDNA損傷修復(fù)相關(guān)的基因突變引起的，90%的病人在20歲之前就已經(jīng)發(fā)生了皮膚癌。電離輻射引起的DNA損傷和它的修復(fù)：請同學(xué)們學(xué)！二、ＤＮＡ損傷的修復(fù)第17頁/共85頁18DNA重組大致可分為三大類型：一是同源重組(homologousrecombination)：這是指依賴于大范圍ＤＮＡ同源順序之間的聯(lián)會(huì)，聯(lián)會(huì)和重組部分不受限制；二是非同源重組：指依賴于小范圍ＤＮＡ同源順序的聯(lián)會(huì)，聯(lián)會(huì)僅限于某些特定的核苷酸序列，而重組也僅發(fā)生在這里，故又稱位點(diǎn)專一重組(site-specificrecombination)；三是異常重組(illegitimaterecombination)：指沒有同源順序的聯(lián)會(huì)而發(fā)生的重組。第四節(jié)ＤＮＡ重組第18頁/共85頁19AAaaIfnormalrulesofmeiosisapply:-1.Shouldbe4red:4yellowinascus2.Pairsofsporesshouldhavesamecolor(asformedbymitosis)BUTwefindrareexceptions(oftenassociatedwithacross-overinthisregion)What’sgoingon?mitosis第19頁/共85頁20異常分離與基因轉(zhuǎn)變（abnormalsegregationsandgeneconversion

)1940年，Mitchell注意到上述現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析：吡哆醇依賴型突變：＋

pdxp×pdx

＋

585個(gè)子囊第20頁/共85頁21基因轉(zhuǎn)變好象是一個(gè)基因轉(zhuǎn)變成為另一個(gè)基因，其鄰近的基因仍然是2：2分離第21頁/共85頁22

介紹四分子分析時(shí)，可以看到一個(gè)子囊中的八個(gè)子囊孢子成直線排列，比例為４：４，而且是兩兩成對的。但是以后的研究中發(fā)現(xiàn)一些不規(guī)則的分離現(xiàn)象，即5：3；６：２（或２：６），不規(guī)則４：４（不是兩兩成對）等。例如在糞生糞殼菌中，野生型黑色子囊孢子與突變型灰色子囊孢子的雜交（g+×g-），曾發(fā)現(xiàn)：

5：3占0.06％6：2占0.05％不規(guī)則４：４占0.008％（一）、基因轉(zhuǎn)變（geneconversion）第22頁/共85頁235：36：2不規(guī)則4：4（一）、基因轉(zhuǎn)變（geneconversion）第23頁/共85頁241930年Ｈ．溫克勒把不規(guī)則分離的現(xiàn)象解釋為減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)一個(gè)基因使相對位置上的基因發(fā)生相應(yīng)的改變所致，因而他提出了基因轉(zhuǎn)變（有時(shí)亦稱為基因轉(zhuǎn)換）的概念。

基因轉(zhuǎn)換：指由一個(gè)基因轉(zhuǎn)變?yōu)槠湎鄳?yīng)的等位基因的現(xiàn)象。（一）、基因轉(zhuǎn)變（geneconversion）第24頁/共85頁25

以后又發(fā)現(xiàn)一個(gè)基因發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)它兩旁的基因（側(cè)翼標(biāo)記）常同時(shí)發(fā)生重組，所以認(rèn)為基因轉(zhuǎn)變是某種形式的染色體重組的結(jié)果。例如Ag+×ag-的雜交（Ａａ是一對關(guān)于接合型的基因）。g+和g-可以發(fā)生轉(zhuǎn)變，而且凡是g+或g-發(fā)生轉(zhuǎn)變。都伴隨著Ａ和ｇ之間的重組。由于基因轉(zhuǎn)變常伴隨著重組的發(fā)生，所以基因轉(zhuǎn)變機(jī)制的研究，實(shí)質(zhì)上也是染色體交換機(jī)制的研究。（一）、基因轉(zhuǎn)變（geneconversion）第25頁/共85頁26Ag+×ag-基因轉(zhuǎn)變伴隨基因重組Ag+Ag+ag+ag+Ag+Ag-ag-ag-

Ag+Ag+ag+ag-Ag+Ag-ag-ag-

非重組孢子對非重組孢子對重組孢子對，基因轉(zhuǎn)變非重組孢子對非重組孢子對重組孢子對，基因轉(zhuǎn)變重組孢子對，基因轉(zhuǎn)變非重組孢子對（一）、基因轉(zhuǎn)變（geneconversion）第26頁/共85頁27

這是R.Holliday1964年提出的一個(gè)關(guān)于基因重組的模型。(a)聯(lián)會(huì)；(b)兩個(gè)染色單體雙鏈ＤＮＡ分子中各一條單鏈為核酸內(nèi)切酶切斷；（c）單鏈游離端移動(dòng)；(d)游離端交換位置；（e）單鏈連接成為半交叉；(f)半交叉位置移動(dòng)成十字型結(jié)構(gòu)；（g）兩臂旋轉(zhuǎn)；(h)上下兩個(gè)單鏈由限制性內(nèi)切酶切斷；(i)DNA連接，中間包含雜合雙鏈的兩條染色單體，兩旁基因（Ａ和Ｂ，ａ和ｂ之間）發(fā)生了重組。引入：Holliday模型第27頁/共85頁282.兩個(gè)DNA分子單鏈的同一部位發(fā)生斷裂。HomologousDNApairs2.

NicksmadenearChi(GCTGGTGG)sitesbyanuclease.(二)同源重組的Holliday模型第28頁/共85頁293.兩個(gè)斷裂的單鏈的游離末端彼此交換3. ssDNAcarryingthe5’endsofthenicksiscoatedbyRecAtoformRecA-ssDNAdilaments.(二)同源重組的Holliday模型第29頁/共85頁304.末端彼此連接形成Holliday連接體4.RecA-ssDNAfilamentssearchtheoppositeDNAduplexforcorrespondingsequence(invasion).重組接點(diǎn)Recombinationjoint(二)同源重組的Holliday模型第30頁/共85頁315.Branchmigration(分支遷移)異源雙鏈heteroduplex4.formafourbranchedHollidaystructure接合分子

jointmolecule(二)同源重組的Holliday模型第31頁/共85頁32(二)同源重組的Holliday模型第32頁/共85頁33(二)同源重組的Holliday模型第33頁/共85頁346.Holliday連接體異構(gòu)化、拆分(二)同源重組的Holliday模型第34頁/共85頁356.ResolvingHollidayjunction第35頁/共85頁36Holliday模型第36頁/共85頁37Holliday模型第37頁/共85頁38Holliday模型第38頁/共85頁391．染色單體轉(zhuǎn)變（chromatidconversion)：減數(shù)分裂的4個(gè)產(chǎn)物中，有一個(gè)產(chǎn)物發(fā)生了基因轉(zhuǎn)變．所以稱染色單體轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)6：2(或2：6)的子囊。2．半染色單體轉(zhuǎn)變(half—chromatidconversion)：5:3(或3：5)或3:1:1:3的子囊則表明在減數(shù)分裂的4個(gè)產(chǎn)物中，有一個(gè)產(chǎn)物的一半或兩個(gè)產(chǎn)物的各一半出現(xiàn)基因轉(zhuǎn)變，稱半染色單體轉(zhuǎn)變。因?yàn)?:3或3:1:1:3的分離中，基因轉(zhuǎn)變只影響半個(gè)染色單體，分離一定發(fā)生在減數(shù)分裂后的有絲分裂中，所以又稱減數(shù)后分離。（二）、基因轉(zhuǎn)變的類型第39頁/共85頁40（二）、基因轉(zhuǎn)變的類型第40頁/共85頁414n4:4parentalratioNorecombina-tionHeteroduplexPostmeioticsegregation3:5parentalratioGeneconversionHeteroduplexconvertedto“red”2:6parentalratio1nMitosisMeiosis（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第41頁/共85頁42（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第42頁/共85頁43

Holliday模型中的雜合雙鏈部分必須得到校正：（1）如果在減數(shù)分裂后的有絲分裂DNA合成前得到校正，那么將產(chǎn)生正常的４：４分離或６：２分離；（2）如果沒有及時(shí)得到校正而留到下一輪DNA復(fù)制而產(chǎn)生兩個(gè)非雜合的雙鏈，那么將產(chǎn)生５：３或不正常的４：４分離，我們將這種沒有及時(shí)校正而下一輪ＤＮＡ復(fù)制時(shí)才被校正的現(xiàn)象稱為減數(shù)后分離。（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第43頁/共85頁44+/++/+-/--/-GCGTACAT+/++/++/+-/-+/++/-+/--/-+/++/++/--/-有絲分裂++++----++++++--+++-+---+++++---正常4：46：2不正常4：43：1：1：35：3（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第44頁/共85頁45HeteroduplexMismatchrepairmechanismsmayfixtheunmatchedbasepairMismatchrepairmaycorrecttothewildtypeormutantstrandgeneconversion（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第45頁/共85頁46異源雙鏈?zhǔn)遣环€(wěn)定的，會(huì)被體內(nèi)的核酸內(nèi)切酶切開，進(jìn)行修復(fù)。（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第46頁/共85頁47正常分離4：4校正，切A、C（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第47頁/共85頁48校正，切A、T染色單體轉(zhuǎn)變（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第48頁/共85頁49校正，切A或T半染色單體轉(zhuǎn)變（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制Tg5:3或3:5第49頁/共85頁504：4或3：1：1：3未校正半染色單體轉(zhuǎn)變（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第50頁/共85頁51（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第51頁/共85頁52（1）兩個(gè)雜種分子均未校正復(fù)制后出現(xiàn)異常的4：4(或3：1：1：3)的分離。

（1）由于不配對的堿基沒有得到修復(fù)校正，雜種DNA留到下一次復(fù)制。在下一次復(fù)制即減數(shù)分裂以后的復(fù)制中，異源雙鏈DNA復(fù)制形成兩個(gè)不同的等位基因．通過有絲分裂發(fā)生分離。減數(shù)分裂的4個(gè)產(chǎn)物中的兩個(gè)染色單體的各1／2出現(xiàn)基因轉(zhuǎn)變，即僅僅影響DNA雙鏈中的一條鍍，實(shí)際只影響兩個(gè)單體中的半個(gè)染色單體，即DNA雙鏈中的各一條鏈。顯然轉(zhuǎn)變的鏈與未轉(zhuǎn)變的鏈的分離一定是在減數(shù)分裂后的有絲分裂中發(fā)生。因而這類基因轉(zhuǎn)變屬于半染色單體轉(zhuǎn)變．或減數(shù)后分離，子囊袍子的異常分離比為3：1：1：3。（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第52頁/共85頁53（2）5：3(或3：5)的分離。

（2）一個(gè)雜種分子校正為+，或校正為g時(shí)，則發(fā)生另一種類型的半染色單體轉(zhuǎn)變，前者修復(fù)后出現(xiàn)5：3的分離，后者子囊孢子的異常分離比為3：5，由圖8-8B可見，減效分裂4個(gè)產(chǎn)物中的一個(gè)產(chǎn)物(第3條染色單體成第2條染色教體)的tA出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。由于只影響半個(gè)染色單體，所以轉(zhuǎn)變的鏈與末轉(zhuǎn)變的鏈將在減數(shù)分裂后的有絲分裂中發(fā)生分離。綜合上述兩種修復(fù)情況可見，半染色單體轉(zhuǎn)變是當(dāng)兩個(gè)雜種分于都未進(jìn)行修復(fù)校正或一個(gè)。（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第53頁/共85頁54(3)6：2的分離;(4)正常4:4的分離

（3）．兩個(gè)雜種分子都被校正到+(或g)時(shí),修復(fù)后出現(xiàn)6：2(或2：6)的異常分離。這便是出現(xiàn)染色單體轉(zhuǎn)變的起因。

（4）．當(dāng)兩個(gè)雜種分子都按原來兩個(gè)親本的遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)時(shí)，則減數(shù)分裂4個(gè)產(chǎn)物恢復(fù)成G—C、G—C、A—T、A—T的正常配對狀態(tài)，子囊抱子分離正常，呈現(xiàn)4：4的結(jié)果。（三）、基因轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制第54頁/共85頁55細(xì)菌的轉(zhuǎn)化或接合過程，供體ＤＮＡ都是以單鏈后雙鏈狀態(tài)進(jìn)入細(xì)胞，但單鏈參與重組的，所以它的重組顯然不同于真核生物的同源重組。細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)不同于轉(zhuǎn)化或接合過程，它是雙鏈DNA進(jìn)入受體細(xì)胞，并且是雙鏈參與重組的。二、細(xì)菌的同源重組（自學(xué)）第55頁/共85頁56二、細(xì)菌的同源重組（自學(xué)）第56頁/共85頁57二、細(xì)菌的同源重組（自學(xué)）第57頁/共85頁58噬菌體的非同源重組以λ噬菌體研究得最多，也了解得最深入。λ噬菌體與宿主ＤＮＡ的重組（整合）有賴于DNA上的一小段稱為attP的核苷酸順序和宿主DNA稱為attB的核苷酸順序，以及λ編碼的λ整合酶（int基因產(chǎn)物）和某些與宿主ＤＮＡ重組有關(guān)的，由宿主ＤＮＡ編碼的酶。attB和attP的長度都比較短，attB約25bp，由核心順序O及旁側(cè)順序B及B’組成。attP稍長些，約200bp，由核心順序O及旁側(cè)P及P’組成。核心順序長15bp，這一順序是λ重組的位點(diǎn)（前頭所指處）。

核心順序：GCTTTTTTATACTAA三、噬菌體的非同源重組（位點(diǎn)轉(zhuǎn)一重組）第58頁/共85頁59三、噬菌體的非同源重組（位點(diǎn)轉(zhuǎn)一重組）第59頁/共85頁60三、噬菌體的非同源重組（位點(diǎn)轉(zhuǎn)一重組）第60頁/共85頁61異常重組主要發(fā)生在轉(zhuǎn)座因子及反轉(zhuǎn)錄病毒的重組。

轉(zhuǎn)座因子的轉(zhuǎn)座有兩中途徑——復(fù)制轉(zhuǎn)座和非復(fù)制轉(zhuǎn)座。

復(fù)制轉(zhuǎn)座（replicativetransposition）是指轉(zhuǎn)座時(shí)復(fù)制一份拷貝而后插入新的位置。有轉(zhuǎn)座酶（transposase）和解離酶（resolvase）參與。原核生物的轉(zhuǎn)座因子一般以這種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)座。四、異常重組第61頁/共85頁62

非復(fù)制轉(zhuǎn)座（non-replicativetransposition）是指轉(zhuǎn)座因子從原來位置上轉(zhuǎn)座到新的位置。是切離與轉(zhuǎn)座同時(shí)進(jìn)行的，該種轉(zhuǎn)座只需轉(zhuǎn)座酶的參與，真核生物的轉(zhuǎn)座因子一般以這種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)座。

非復(fù)制轉(zhuǎn)座還有一種特殊的類型，稱為保留轉(zhuǎn)座（conservationtransposition），這種轉(zhuǎn)座也是切離與轉(zhuǎn)座同時(shí)進(jìn)行，但它類似與λ噬菌體的整合過程，出現(xiàn)這種轉(zhuǎn)座方式的轉(zhuǎn)座因子一般都比較大，而且轉(zhuǎn)座往往連同宿主的一部分DNA一起轉(zhuǎn)座。四、異常重組第62頁/共85頁63第六節(jié)轉(zhuǎn)座遺傳因子轉(zhuǎn)座因子（transposableelements）：能從同一染色體的位置上轉(zhuǎn)到另一位置，也能轉(zhuǎn)到不同的染色體上的DNA序列。轉(zhuǎn)位時(shí)會(huì)使那個(gè)位置附近的基因活性和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。病毒、細(xì)菌、和真核細(xì)胞的質(zhì)粒或基因組中含有轉(zhuǎn)座子。多數(shù)轉(zhuǎn)座子在插入新位點(diǎn)的過程中依賴其特異的插入序列去完成。轉(zhuǎn)座子插入后可影響所在位置的基因的表達(dá)第63頁/共85頁64一、原核生物的轉(zhuǎn)座因子二、真核生物的轉(zhuǎn)位因子三、轉(zhuǎn)座機(jī)理四、轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)第六節(jié)轉(zhuǎn)座遺傳因子第64頁/共85頁65轉(zhuǎn)座子（Transposon，Tn）：指能將自身插入基因組中一個(gè)在序列上無關(guān)的新位點(diǎn)的DNA序列。病毒、細(xì)菌、和真核細(xì)胞的質(zhì)?；蚧蚪M中含有轉(zhuǎn)座子。多數(shù)轉(zhuǎn)座子在插入新位點(diǎn)的過程中依賴其特異的插入序列去完成。轉(zhuǎn)座子插入后可影響所在位置的基因的表達(dá)。第六節(jié)轉(zhuǎn)座遺傳因子第65頁/共85頁66

一、原核生物的轉(zhuǎn)座因子1、插入序列（insertionsequence）

IS因子是自主的單元，每種IS因子在序列上是不同的，但是都有共同的組構(gòu)形式。每種IS因子都具有短的反向末端重復(fù)序列；當(dāng)IS因子轉(zhuǎn)座時(shí)，插入部位外的一段宿主DNA序列倍增，通過比較插入前后靶部位序列，發(fā)現(xiàn)了其倍增的本質(zhì)，在插入的位點(diǎn)上，ISDNA的兩側(cè)總有一很微不足道的同向重復(fù)序列(在這里同向只表示同一序列的2個(gè)拷貝以相同的方向重復(fù)，并不是具有2個(gè)鄰接的重復(fù))。但在未被插入的基因中(啟先插入)靶部位只有重復(fù)序列的單一拷貝。一些特定IS因子的同向重復(fù)序列長度是不變的(轉(zhuǎn)座機(jī)子里的一種反映)。同向復(fù)復(fù)序列的一般長度為9bp。第66頁/共85頁671、插入序列（insertionsequence）第67頁/共85頁68五十年代在日本的醫(yī)院中發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌性痢疾的病原菌對許多抗生素具有抗性，還能轉(zhuǎn)移到其他敏感痢疾菌中。對醫(yī)學(xué)是可怕的，對遺傳學(xué)研究是有意義的，是由抗性質(zhì)粒引起的。

轉(zhuǎn)座子是一類具有抗性的可移動(dòng)的遺傳因子，它的抗性基因兩側(cè)具有IS因子便于識別和轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)座子應(yīng)包括轉(zhuǎn)座子基因和兩側(cè)的IS因子。2.轉(zhuǎn)座子（Transposon)第68頁/共85頁69復(fù)合轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子除了與轉(zhuǎn)座有關(guān)的功能外，還攜帶藥物抗性(或其他)標(biāo)記。這些轉(zhuǎn)座子以Tn和數(shù)碼來命名。其中一類是由攜帶藥物標(biāo)記的中央?yún)^(qū)域和兩側(cè)的臂(arms)組成的復(fù)合因子(compositeelements)。兩個(gè)臂進(jìn)由相同或(更經(jīng)常的)相反方向的相同的或高度同源的IS序列組成。一旦形成復(fù)合轉(zhuǎn)座子，IS序列就不能再單獨(dú)移動(dòng)，因?yàn)樗鼈兊墓δ鼙恍揎椓?，只能作為?fù)合體移動(dòng)。大部分情況下，這些轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座能力是由IS序列決定和調(diào)節(jié)的。2.轉(zhuǎn)座子（Transposon)第69頁/共85頁70BACK2.轉(zhuǎn)座子（Transposon)第70頁/共85頁71五十年代，McClintock在研究玉米時(shí)發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)位因子。二、真核生物的轉(zhuǎn)位因子轉(zhuǎn)座子是美國女遺傳學(xué)家McClintock研究了玉米的Ac-Ds系統(tǒng)后提出的概念。

現(xiàn)象：玉米籽粒有色（紅、紫），但有一些籽粒出現(xiàn)花斑及條紋，花斑有大有小。早期有顏色者，花斑大，后期有色者，花斑很小。第71頁/共85頁721．Ds因子：解離因子，能在玉米基因組內(nèi)移動(dòng)，它的存在會(huì)使染色體上該位置發(fā)生斷裂的機(jī)會(huì)增加，并由此改變鄰近基因的表達(dá)。當(dāng)Ds因子插入到玉米顆粒色素基因C的近旁或中間時(shí)，就不能形成色素，當(dāng)Ds轉(zhuǎn)位離開后，C基因所受的抑制作用會(huì)解除，玉米又出現(xiàn)色素。

cshbzwxDs+DsRecessivephenotypesappearCShBzWx二、真核生物的轉(zhuǎn)位因子第72頁/共85頁732．Ds因子不穩(wěn)定，它受另一調(diào)控因子Ac的影響

Ac的存在能解除Ds對色素基因C的抑制作用,使C基因表達(dá)，顆粒出現(xiàn)色素斑點(diǎn);

Ac激活因子丟失，Ds趨于穩(wěn)定，抑制了C基因的表達(dá)，玉米顆粒呈無色。二、真核生物的轉(zhuǎn)位因子第73頁/共85頁74玉米調(diào)控因子的作用模式：(a)

Ac激活因子的位置不穩(wěn)定，在無Ds轉(zhuǎn)位因子時(shí)，C基因不受抑制，顆粒呈深色。(b)

當(dāng)Ds因子插入C基因時(shí)，C的色素表型受到抑制。(c)

每當(dāng)Ds轉(zhuǎn)位后，C基因又可表達(dá)顆粒出現(xiàn)斑點(diǎn)。(d)

無Ac激活因子時(shí)，Ds能穩(wěn)定插入到C基因中，使顆粒為無色。由于Ds和Ac兩因子頻繁轉(zhuǎn)位，使玉米顆粒上出現(xiàn)散在斑