(Kan)
生长
第三节
丝状真菌中的转座因子
一、丝状真菌中的转座现象 真菌转座因子的鉴定方法： 1.克隆真菌中的重复序列，然后与其他生物中的已知转座因 子进行比较来确定。 2.根据真菌的缺陷型表型来鉴定转座因子。
3. 通过同源杂交，即以别的生物中的转座因子为探针进行杂
交筛选。 4. 通过DNA序列分析。
长度kb 9.3 5.7 3.1 2.5 2.08
遗传标 末端特 记 征 TetR KanR KanR CamR 胞外肠 毒素 IS10R IS10L IS50R IS50L IS903 IS1 IS1
末端两 IS排向 反向 反向 反向 同向 反向
IS关系 2.5%差异 1bp差异 相同 相同 相同
二、细菌转座子
带有抗性基因并能在不同的DNA分子之间移动的遗传单位 叫做细菌转座子(bacterial transposon，Tn)。
细菌抗药性转座子一般可分为两类： 复合转座子 (composite transposon) 复杂转座子 (complex transposon)
1. 复合转座子
转座子 Tn10 Tn5 Tn903 Tn9 Tn1681
2. DNA转座子 结构特征与细菌转 座子类似，两端具 有反向重复序列， 中间有编码转座酶 的ORF，在靶位点 两端形成正向重复 序列。
第四节
酵母中的转座因子
本章思考题
1、转座因子分哪几类？它们之间有何异同？ 2、何谓复合转座子、复杂转座子？各有何特点？ 3、根据复制机制，将转座子分为哪几类？各有何特点？
第一节
细菌转座因子的类型和结构
细菌转座因子分为四个类型： 插入序列（insertion sequence IS） 转座子（transposon Tn） 接合型转座子 转座噬菌体（Mu）
一、插入序列
插入序列也称IS因子，它是最简单的转座因子。
插入序 列 IS1 IS2 IS3 IS4 IS5
长度/bp 768 1327 1400 1428 1195
受抑制， 维持溶原状态
晚期基因表达 包装酶切割 50b 37kb 1kb
Mu DNA包装
五、细菌接合型转座子
接合型转座的特点是：不具有反向重复序列，在转座时不 引起靶位点DNA上核苷酸序列产生正向重复；转座过程中 是通过“切除-插入”机制来完成的；在转移过程中，会形 成共价、闭合、环状的中间体，在同一细胞中的不同DNA
1. Mu噬菌体的遗传图
宿主DNA
晚期mRNA 合成激活因子 lys
头部和尾部基因
可变化末 端的宿主 DNA
整合复制
c attL
AB
C
D E H F G I T J KL M Y N P
R S U U’ S’ attR
2. Mu噬菌体的转座及其生活史
MuCts突变，受高温 诱导进入裂解循环
C蛋白表达
IR
Tn3 IR Tn501 IR 转座酶 转座酶
转座酶
res
解离酶
Amp
IR
解离酶
res
Mer
IR
Tn21
解离酶
res
Sul
Str
IR
转座子 Tn1 Tn3 Tn21
长度/bp 5000 4957 19600
遗传标记 Amp Amp Mer Str Sul
末端反向 重复/bp 38 38 38
两侧靶点正向 重复/bp
复制型转座的特点：
1. 在复制型转座过程中，转座子被复制，一个拷贝仍保留在 原来的位置上，另一个拷贝则插入到新的位点上，这种类 型的转座伴随着转座子拷贝数的增加。 2. 在转座过程中有共整合体的出现。
3. 复制型转座涉及到两种类型的酶：一种是转座酶，它作用 于原位点的转座因子的两端序列；另一种是解离酶 （resolvase），它作用于复制拷贝的拆分。
位点进行整合或通过接合作用进入受体细胞后整合到受体
细胞的DNA上。
第二节
细菌转座因子的遗传效应和应用
一、转座因子的遗传效应 转座因子能引起许多遗传变异： 1. 插入突变 由于Tn总是带有抗药性基因，所以转座子插入后除能引起 基因突变外，还具有转座子带来的抗药性。 2.DNA重排(缺失、倒位和扩增)
二、丝状真菌中转座因子类型
根据转座机理，可将丝状真菌的转座因子分为两大类：
1. 类似反转录病毒的反转座子 2. 类似于细菌转座因子的DNA转座子
1. 类似反转录病毒的反转座子 根据反转座子的两端是否具有类似反转录病毒的长末端重 复序列LTR而分为两种类型： a. LTR-反转座子 b. 非LTR-反转座子
4、为什么说Mu噬菌体不同于一般的温和噬菌体？在应用中它与IS、 Tn比较有何优点？
5、何谓极性效应？引起极性效应的可能原因是什么？
6、如何利用转座子进行随机诱变和定位诱变？
7、简述三亲本杂交的原理和基本步骤？ 8、举例说明丝状真菌中转座因子的不同类型。
IS功能 完整功能 功能减弱 完整功能 无功能 都有功能 都有功能 都有功能
来源 G-细菌 G-细菌 G-细菌 G-细菌 G-细菌
2. 复杂转座子(TnA转座子)
复杂转座子的长度约5000bp，它的两端是长度为30-40bp的 末端反向重复序列(IR)或正向重复序列(DR)，中央是转座酶 基因和抗药性基因。
弗氏链霉菌
三、细菌转座子的插入机制、转座模型
转座子不同于噬菌体和质粒，它们不是独立的复制子， 不能独立存在。 根据转座子在转座过程中是否复制而分为两种类型： 复制型转座和非复制型转座
据转座过程中是否有共整合体，可分为：
剪-贴型转座、保守型转座和复制型转座
1．剪-贴型转座 （cut and paste transponsition）
二、转座子的应用
1. 随机诱变
转座子载体应具有下面两个功能：
①能通过转化或接合作用导入受体菌 ②在受体菌中不能自我复制，为自杀型质粒载体
Genome Priming System (NEB)
2. 定位诱变 定位诱变与随机诱变的原理类似，但诱变中首先需要将转座 子，如Tn5，整合在基因组上。然后将要诱变的目的基因克 隆到质粒如F质粒上。将含有目的基因的F′质粒转入基因组 已整合有Tn5的大肠杆菌中，再与受体菌杂交进行诱变，最 后筛选突变型接合子。
F’ Tn5 F’
(Kan) Δ(lac pro) F’ lac+ pro+ Δ(lac pro) galE strA F’ lac+ pro+
死亡
X
(Kan) F’ Δ(lac pro) F’ lac+ pro+
Tn5
死亡
Δ(lac pro) galE strA
F’ Tn5
Δ(lac pro) F’ lac- pro+
第七章 微生物中的转座因子
转座因子（transposable element） 是一类广泛存在于细菌、病毒和 真核生物DNA分子中一段可自主 改变自身座位的DNA片段，它可 以在同一细胞内DNA复制子间转 移，也可以在一个复制子内部转 移。 转座因子的共同特征是：插入寄 主DNA后，导致基因失活；插入 时在靶DNA位点产生一个短的正 向重复顺序。
3．保守型转座
四、Mu噬菌体的转座
转座噬菌体是具有转座功能的一类可引起突变的溶源性噬菌 体。这类噬菌体不论是进入裂解循环还是处于溶源状态，均 可整合到寄主染色体上。其中研究得较多的是Mu噬菌体。 Mu噬菌体(mutator phage)，即突变者的意思，不同于一般的 温和噬菌体： 1) Mu DNA几乎可插入到宿主染色体的任何一个位点上，而 一般的温和噬菌体在宿主染色体上有特定插入位点。 2) Mu噬菌体DNA的两端没有黏性末端，它的整合方式不同 于λ噬菌体，而类似于转座因子的作用
2．复制型转座子的插入机制
1. 转座子和靶DNA在转 座酶作用下产生缺口， 分别形成两个游离末端， 以a-h表示
2. a与f、g与d连接，剩 下b、c、e、h游离端
3. 以转座子的两个游 离端（b和c）为引物 进行DNA复制
4. 复制完成并形成两 个转座子的共整合体
5. 两个转座子通过自身携带的res 位点产生重组，形成两个独立的 复制子，每个复制子上都含有一 个拷贝的转座子。
来源 假单胞菌 沙门氏菌 志贺菌
5 5 5
Tn501
Tn1000 Tn551 Tn4430 Tn4451 Tn4456
8200
5800 5300 4200 6200 6800
Hg
无 Em 无 Cam 无
38
37 35 38 12 38
5
5 5 5 不详 5
假单胞菌
大肠杆菌 金萄球菌 苏云金菌 荚膜梭菌
缺失：
a b x y z 同源序列配对 c d
a
b
z y 重组
x
c d
a
b z x
c
d
y
倒位：
a b x y z c d
同源序列配对 a b x y d c 重组 z
a
b
z y
x
c
d
扩增：
a
b
x y
z z x
c
d 同源序列配对
y 重组 a b x y z x y z c d
3. 极性效应
当转座因子插入到一个操纵子的上游基因时，不仅能破坏被 插入的基因，而且也能大大降低位于远离启动子一端的基因 的表达。几乎所有IS的可阅读框内(除IS1外)，都含有依赖于 Rho的转录终止信号和终止密码子，这是造成极性突变的根 本原因。
反向重复序 列长度/bp 23 41 38 18 16
靶位点长度 在染色体中 /bp 的拷贝数 6-10 9或8 5 4-13 3-4 5-6 11或12 4 1-2 11-12