Mu噬菌体的结构
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Mu phage 的转座与基因表达
●
P
sv
56kd
u 21 kd
倒位酶
●
P sv’ 48 kd u’
26 kd
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4）复合因子
（composite element / composite transposon）
IS插入到功能基因两端，可能 形成复合转座因子
element）也称作跳跃基因（jumping gene）或可移动基因（movable gene）
转座子（transposon,Tn）：是存在与染色体DNA上可自主复制和 位移的基本单位，在复制过程中可以“随机地”插入到染色体或 质粒上，也可以作为一个单位被切割下来插入到另一条染色体或 质粒上。 A transposon(transposable element) is a DNA sequence able to insert itself (or a copy of itself) at a new location in the genome, without having any sequence relationship with the target locus.
非复制性转座(NonreplicativeTransposition)
A.原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位 B. IS序列、Mu及Tn5等都以这种方式进行转座
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由DDE转座酶介导的转座子“剪切”和“粘贴”机制
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四、真核生物的转座子
高等真核生物：随机分布而且能重复移动的转座子
I 型； 剪贴式转座因子（cut - paste ）
Two components system 玉米中的控制因子：Ac/Ds, Spm/dspm, Dt in maize IR, transposase, needed II 型；反转录转座子（Retro-transposon 类似反 转录病毒） 果蝇中的转座子：Copia in drosophila Ty1 in yeast Alu family
转座发生时，受体分子中有一段很短的（3～ 12bp）、被称为靶序列的DNA会被复制，使插入 的转座子位于两个重复的靶序列之间。 靶序列的复制可能起源于特定内切酶所造成的黏 性DNA末端。
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转座作用的机制
1. 复制性转座：所移动和转位的仅仅是原转座子 的拷贝。——TnA类 2. 非复制性转座——IS序列、Mu及Tn5等。 转座酶（transposase）——原始转座子 解离酶（resolvase）——复制转座子
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Mu噬菌体（即 mutator phage，诱变噬菌体） 它是E . coli的一种温和噬菌体。 与必须整合到宿主染色体特定位置上的一般温和 噬菌体不同，Mu噬菌体并没有一定的整合位置。 与以上的IS和Tn两种转座因子相比，Mu噬菌体的 分子量最大（37kb），它含有20多个基因。 Mu噬菌体引起的转座可以引起插入突变，其中约 有2%是营养缺陷型突变。
但是发现：
— 常常得到的是从着丝粒与Wx之间断裂的，丢失三 个基 因的染色体。她定义为“ Ds ”（dissociation） — 偶尔发现 Ds 可以跳到 C 内的某一位置：种子为无色 — 在种子发育过程中，Ds 可以从 C 跳出：种子大部分无色， 少 量斑点。
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跳跃基因 （Jumping gene、movable gene） （Transposable element）——基因转座现象的发现
• 1914 A. Emerson Cornell university pV V pv v
Indiana University
•
玉米种子色素的遗传：回复突变花斑
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1、玉米中的控制因子
1932年,美国玉米遗传学家B．McClintock发现玉米 籽粒色斑不稳定遗传现象,于1951年,第一次提出转 座因子的概念。因为玉米中发现的转座因子除了具 有转座的特性外,还具有调节其他基因的作用。又称 之为控制因子（Controlling elements） 。
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1） 插入序列 （ insertion sequence， IS ）
最简单的转座子——插入序列，是细菌染色体或 质粒的正常组成成分。 不含有任何宿主基因。
l 700 2000 base pair （bp） GATCGTC --------------------------GACGATC CTAGCAG---------------------------CTGCTAG IR
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复制性转座(ReplicativeTransposition)
A.整个转座子被复制，所移动的仅仅是原转座子的拷贝。 B.转座酶(transposase)和解离酶(resolvase)分别作用于原始 及复制转座子。 C. TnA类主要是这种形式。
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表23－5 一些有代表性的真核转座子的属性 物种 果蝇 II 类转座因子家 族 P、Hobo Mariner FB Tc1 ITR 31、12 28 大 54 TSD 8、8 2 9 2
Tn2 Tn4 Tn6 Tn9
(AmpR) (AmpR StrR) (kanR) (CamR)
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如Tn3含有3个基因：编码β-内酰胺酶的氨苄青 霉素抗性基因（ampk）,转座酶基因（tnpA）和 编一种阻遏物的调节基因（tnpk）。
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TnA家族
复合型转座子的结构
IS
IS
IS
transposition
IS L
IS R
mutation
臂
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中心区
臂
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复合式转座子（composite transposon）
1.是一类带有某些抗药性基因(或其他宿主基因)的转座 子。 2. 两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列。 3. IS序列就不能再单独移动，只能作为复合体移动。
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2、 原 核 生 物 转 座 因 子 的 种 类
包括以下四类： 1）插入序列（insertionalsequence，IS） 2）复杂型转座子:TnA家族（TnA family ） 3）转座噬菌体 （Transposable phage ） 4）复合式转座子（composite transposon）
转座酶编码基因：产物引起转座，位于中间
正向重复序列：4~12bp，位于反向重复序列 外侧，为插入序列所特有
转座酶基因
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插入序列（insertional sequence, IS）
1. 最简单的转座子,不含有任何宿主基因。 2. 是很小的DNA片段(约1kb)，末端具有倒置重复序列。 3. 转座时常复制宿主靶位点4～15bp的DNA形成正向重复区。 4. 大部分IS序列只有一个开放读码框。 5.分子生物学 是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。 青海大学生物科学系
l 2.5 kb l 20 kb
具有IR、转座酶基因、 调节基因、抗抗生素基因 IR 37bp transposase TnpA Res TnpR AmpR IR
Tn3
37bp regulator β- lactamase
l
Tn1 Tn3 Tn5 Tn7 Tn10
(AmpR) (AmpR) (KanR) (StrR TmpR) (TetR)
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●
复合转座子一旦形成，转座功能受较多因子调控
●
结构特点 IS10L
IR IR IR
Tn10 (9.3 kb)
IS10R
IR
IR
IR
IS1L
IR IR DR
Tn9(2.5 kb)
IS1R
IR IR DR
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第二节、转座作用的机制
TnA族Tn:两端是正向或反向重复序列，中间有与Tn功能相关 的基因（编码转座酶）及抗生素抗性基因。总是作为一个单位进 行转座，其末端不能单独转座。 1.没有IS序列的、体积庞大(5 000bp以上)的转座子。 2. 常带有3个基因，一个编码β-内酰胺酶(AmpR)，另两个则是 转座作用所必须的。 3. 所有TnA类转座子两翼都带有38bp的倒置重复序列。
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生态环境工程学院
第六节
DNA的转座（1学时）
一、转座子的分类和结构特征 二、转座作用的机制 三、转座作用的遗传学效应 四、真核生物的转座子 1、玉米中的控制因子 2、果蝇中的转座子
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一、转座子的分类和结构特征
1、定义 DNA的转座，或称移位（transposition），是由可移动因子 （transposable element）介导的遗传物质重排现象。 Transposable Elements：are sections of DNA ( sequence elements ) that move, or transpose, from one site in the genome to another.转座因子（transposible