跳躍基因班級化工0809組名MONKEY組員陳政凱趙紫偉楊永鵬李晶曾勇

跳躍基因不但在本條染色體上跳躍，而且還會在不同染色體上跳躍，甚至在不同生物之間跳躍。如果說，貓身上流有老鼠的“血液”，你一定會搖頭。然而，科學家發(fā)現(xiàn)，貓身上的確有老鼠的基因，不僅如此，它還有狒狒的基因。貓身上的這些外來基因，據(jù)研究是從老鼠和狒狒那里“跳”過來的。而且貓并不是特例，科學家已經(jīng)在許多動物身上發(fā)現(xiàn)了類似的情況：例如北美臭鼬有南美鼠猴的基因，鮭魚莫名其妙地帶有鳥類的基因，豆科植物竟然有動物的血紅蛋白基因等等。什么是跳躍基因？跳躍基因又稱為轉(zhuǎn)座子，是那些能夠進行自我復制，并能在生物染色體間移動的基因物質(zhì)。它們具有擾亂被介入基因組成結(jié)構(gòu)的潛在可能性，并被認為是導致生物基因發(fā)生漸變(有時候是突變)，并最終促使生物進化的根本原因。雖然像酵母這樣的生物只有幾十種跳躍基因，但哺乳動物體內(nèi)一般卻含有幾十萬數(shù)量的跳躍基因DNA，因此很難判斷在哪里或是什么時候，甚至是否發(fā)生了跳躍。已知轉(zhuǎn)座子在人類基因組中占據(jù)40%的份額，不過從沒有在不同生態(tài)系統(tǒng)中對其進行綜合評估。2、反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子retrotransposon：又稱為返座元retroposon，是近年新發(fā)現(xiàn)的由RNA介導轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座元件。目前共發(fā)現(xiàn)了3種類型反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：Tyl-copia類，Ty3-gypsy類和LINE(longinterspersednuclearClements)類轉(zhuǎn)座子，前兩類是具有長末端重復的轉(zhuǎn)座子，LINE類轉(zhuǎn)座子沒有長末端重復。跳躍基因的檢測和克?。?/p>

遺傳分析可確定某基因的突變是否由轉(zhuǎn)座子引起。由轉(zhuǎn)座子引起的突變便可以轉(zhuǎn)座子DNA為探針，從突變株的基因組文庫中釣出含該轉(zhuǎn)座子的DNA片段，并獲得含有部分突變株DNA序列的克隆，進而以該DNA為探針，篩選野生型的基因組文庫，最終得到完整的基因。這種方法也可以用于克隆轉(zhuǎn)座子。

跳躍基因的豐度和廣度表明，它們在和生物多樣性的保持中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。跳躍基因還有個稱呼叫“剪貼基因”，它們能持續(xù)地改變和移動，有時甚至還能將其他基因一起帶來轉(zhuǎn)座因子的轉(zhuǎn)座途徑復制轉(zhuǎn)座在轉(zhuǎn)座期間先復制一份拷貝，而后拷貝轉(zhuǎn)座到新的位置，在原先的位置上仍然保留原來的轉(zhuǎn)座因子。復制轉(zhuǎn)座有轉(zhuǎn)座酶(transposase)和解離酶(resolvase)的參與。轉(zhuǎn)座酶作用于原來的轉(zhuǎn)座因子的末端，解離酶則作用于復制的拷貝。非復制轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座因子直接從原來位置上轉(zhuǎn)座插入新的位置，并留在插入位置上，這種轉(zhuǎn)座只需轉(zhuǎn)座酶的作用。非復制轉(zhuǎn)座的結(jié)果是在原來的位置上丟失了轉(zhuǎn)座因子，而在插入位置上增加了轉(zhuǎn)座因子。這可造成表型的變化。如piggyBac轉(zhuǎn)座子的老鼠，表達紅色熒光蛋白。

跳躍基因的“弱點”生物體內(nèi)存在抑制轉(zhuǎn)位子的機制。通常，這種抑制是通過DNA甲基化來實現(xiàn)的。而在胚胎干細胞中，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在DNA甲基化以外的抑制機理，但詳細情況一直未得到解釋。日本京都大學病毒研究所教授真貝洋一等研究人員在利用實驗鼠的胚胎干細胞進行實驗時發(fā)現(xiàn)，如果阻止一種酶“ESET”發(fā)揮作用，那么轉(zhuǎn)位子的一種、內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒在細胞內(nèi)就會變得異常活躍。與“ESET”正常發(fā)揮作用時相比，病毒數(shù)量增加到25倍。這說明，“ESET”是控制轉(zhuǎn)位子活躍程度的一種“開關(guān)”。通過調(diào)控這種ESET蛋白，也許可將致癌干細胞殲滅而不影響正常細胞，是啟發(fā)根治癌癥的新突破。跳躍基因在基因移植方面的一些特點不同于質(zhì)粒，可以直接插入宿主細胞的染色體，而質(zhì)粒為雙鏈、閉環(huán)的DNA分子，并以超螺旋狀態(tài)存在于宿主細胞中。“跳躍基因”的新非病毒基因傳遞系統(tǒng)的出現(xiàn)則提供了一種比病毒更安全、比質(zhì)粒更有效的替代方法。跳躍基因的應(yīng)用舉例

在轉(zhuǎn)位之前，一個Tn5轉(zhuǎn)位酵素與轉(zhuǎn)位子一端的特定序列結(jié)合，而另一個轉(zhuǎn)位酵素亦可和相反端的相同序列結(jié)合。這兩個轉(zhuǎn)位酵素都無法各自執(zhí)行DNA的切割動作，但藉由DNA回圈的形成，轉(zhuǎn)位子兩端之轉(zhuǎn)位酵素因而靠近，并能夠切割異端的DNA。然后，這個轉(zhuǎn)位子-轉(zhuǎn)位酵素之復合體可以自由移動，并且插入新的位置，造成了跳躍基因的形成。

這個機制的發(fā)現(xiàn)，不但使我們對轉(zhuǎn)位的分子機制有更深入的了解，同時也對AIDS的研究有極大的貢獻，因為HIV病毒也是利用和轉(zhuǎn)位子類似的方式，