R U5
gag
缺陷型病毒 v-onc 翻译
U3
R
R U5
gag
助病毒 pol 翻译
env
U3
R
助病毒的蛋 白能使缺陷 型 图 23-65 助病毒的产物可供缺陷型病毒复制 (仿 B.Lewin:《GENES》 Ⅵ,1997, Fig.19.9)
前病毒
c-onc 基因
前病毒 LTR 外显子
LTR gag pol env LTR 外显子 内含子 外显子 LTR gag pol env
反转录病毒 整合入宿主 DNA中的分 子机制，其 本质是转座
整合酶在 LTR 的 3’端 产生 2b 的缺口
整合酶在靶 DNA 上进行交错切割
5’ 3’ 3’ 3’
3 ’5 ’
3’ 5’3’ 5’
整合酶将 LTR 缺口的 3’端和靶 DNA 交错切口的 5’端连接起
图 23-64 整合酶催化反转录病毒的 DNA 整合到宿主的基因组中。
艾 兹 病 病 毒
艾滋病毒的基因结构
vpr rev gag vif tat vpu tat rev nef
LTR
pol
env
LTR
LTR 长末端重复序列 gag 核心蛋白，反转录酶 pol 蛋白酶 vif 感染因子 vpr,vpu 复制因子 tat 反式激活因子 rev(art抗阻遏翻译基因活化, trs trans regulator of splicing ) 调节因子 env 衣壳蛋白 nef(3’orf) negative factor 抑制复制模板
P ♂×M♀ 雌性染色体
P 细胞型
87K
杂种不育 M ♂×P♀ 雌性染色体 P 因子
ORF0 ORF1 ORF2 ORF3
雄性染色体 无 P 因子
P 细胞型 66KD 阻遏物
66K
阻遏物 抑制所
有P因 子转座
图 23-57 杂种不育取决于基因组中 P 因子和不同类型细胞中 66KD 阻遏物的相互作用。 ( 仿 B.Lewin:《GENES 》Ⅵ,1997, Fig.18.27)
10-80 80-100 R U5
终止密码子
170-1350
gag
～2000
pol
～2900
env
～1800
U3
R
转录 mRNA 帽子翻译 前体蛋白 翻译 加工 核心蛋白的成分 前体蛋白 加工 反转录酶 内切酶 蛋白水解酶 病毒外壳蛋白的成分 -An 剪接，产生亚基因组 RNA 帽子-An 翻译 前体蛋白

这样 a1 成为首次发现的不稳定突变等位 基因（unstable mutant allele）的例子。即一 种回复突变率很高的等位基因。然而这种 等位基因的不稳定是取决于不连锁的 Dt 基 因的存在。一旦回复突变的发生，它们就 变得稳定了；即Dt基因能离开A1基因，这时 A1表型不再改变。这样a1表型是由一个缺陷 型的转座因子的插入而产生也就顺理成章 了（缺陷的转座因子自己并不能移动）。 Dt的缺乏使得表型保持稳定。
R U5 R
正链DNA的合成需要第二次跳跃
U5 R U5 U5 R U5 U3 U3 U3 U3 U3 R U5 R R U5 R R U5
U5
U5
U3 U3
R U5 R U5 R U5
U5 U3 R U5 U5 U3 U3 U3 R U5 R U5 R U5
U3
U3 U3 U3 U3
R U5 R U5 R U5 R U5
转座酶
Tn10
>>>>>>>
IS10R >>>>>>>> OUT IN
宿主 DNA
过量的 OUT－RNA 与其配对，抑制 IN－RNA 的转录
甲基化阻止转录酶和 DNA 结合
甲基化阻止转录酶合成 图 23- 46 几种抑制 Tn10 专座的机制，主要是通过控专座酶的合成来调节
第七节 真核生物的转座因子
第八节 反转录病毒和反转录子
一．反转录病毒（retroviruses）
(一 )
反转录病毒的生活史 反转录子（retroposons） 反转录转座子（retrotransposons） 1. 反转录病毒基因组的结构与功能 2. 反转录病毒的整合模型 3. 反转录病毒可转录细胞的序列 二．酵母的Ty因子（transponson yeast）
Phoades将基因 型a1/a1;Dt/-的 玉米发芽，检 测它们是否带 有在各组织中 产生色素斑的 基因
叶片的花 斑表型
CACTACCAAGAAAA 1 ORF1 转录
TTTTCTTGTAGTG 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ORF2
Spm-w-8011 dSpm-7995 dSpm-799 dSpm-8004
LTR 反转录病毒 δ Ty LTR Copia gag gag TyA gag pol int TyB int ORF pol ORF2 pol LTR int env pol δ
LTR
L1
ORF1
图 23-72 病毒家族的反转录子末端有重复顺序内部有 开放读框
无LTR的反转录转 座子通过切开靶位 点双链，提供了引 物末端。反转录转 座子作为模板合成 cDNA
DR >>>>>
>>>>>>>>>>> 长的 IR
短的 IR
5146bp Copia 20-60 拷贝 500 －5000bp FB ～ 2900bp P 0 或～50 拷贝
DR >>>>> IR <<<<<<<<<<<
图 23-71 黑腹果蝇中的 3 种转座因子具有不同的结构 (仿 B.Lewin:《GENES 》Ⅵ,1997, Fig.19.14)
转座酶结合在 Tn 两端
转座子末端被交错剪切
+
另一条链也被切
受体也被交错切割
图 23-42 交换结构经剪切释放 后导致非复制型转座子插入到靶 DNA 中，DR 包在两侧，供体留 下了一个双链缺口。
供体被释放
Tn 连接到靶上
图 23-43 Tn 的两条链先后被切割，然后转座子与切开 的靶位点连接。
复制型转座模型解释了
一、玉米中的控制因子 1938年Marcus Rhoades首次发现不稳定突变等 位基因（unstable mutant allele），即一种回
复突变率很高的等位基因。不稳定是取 决于不连锁的Dt基因的存在。
McClintock。1940～1950描述了大量的控制因子
A1 A1 dt dt
双突变
图 23-54 Spm/En 有两个基因，tnpA 有 11 个外显子转录成 2500b 拼接 mRNA。tnpB 含有 6kbmRNA,含 2 个读框。(仿 B.Lewin:《GENES Ⅵ,1997, Fig.18.24)
二.果蝇中的P因子
“ 杂种不育”（hybrid dysgenesis）。 P型（父本贡献的， paternal contributing） M型（母本贡献的， maternal contributing） M（♂）×P（♀） 后代不育 P（♂）×M（♀） 后代可育。
雄性染色体 P 因子
ORF0 ORF1 ORF2 ORF3
P 品系 (P♂×P♀) 雌性染色体 P 因子
ORF0 ORF1 ORF2 ORF3
P 细胞型 66KD 阻遏物
66K
阻遏物 抑制所 有P因 子 转 座 P 因 子 合成转 座 酶
雄性染色体 P 因子
ORF0 ORF1 ORF2 ORF3
转录 剪接 转录
包装到病毒中 RNA 重组
图 23-66 复制-缺陷病毒产生的途径。
Ty因子与反转录病毒有4点相似
（1） 看作是一个由U3-R-U5组成的LTR （2）转座是由Ty因子内的基因控制的。 (3) 虽然Ty因子不产生感染颗粒，但在经 诱导发生转座的细胞中存在着 Ty病毒样 颗粒（VLPs,Virus-like particles） (4) 仅有某些Ty因子在任何酵母基因组中 都有活性；大部分没有转座能力，此和 惰性的内源性前病毒相似。
加工
图 23-60 前病毒的转录，翻译和加工，产生多种蛋白。
反转录病毒 RNA的末端 是正向重复 序列。 反转录病毒 线型DNA的 末端是LTRs, 整合到宿主 DNA中时， 两端各丢失 了2 bp
在反转录中通过模板转换产生负链DNA
R
U5
U3
R
R R U5 U3 R
U5
U5 R U5
U3 U3
表 23-7 反转录子分为病毒超家族和非病毒超家族 病毒超家族 非病毒超家族 共同类型 Ty(酵母) SINES B1/Alu(哺乳动物) Copia(果蝇) Pol Ⅲ 转录 的加 工假 基 因 LINES L1(哺乳动物) 末端 长末端重复序列 无末端重复序列 靶重复序列 4～6 bp 7～12bp 阅读框 反转录酶和/或整合酶 无（不编码和转座有关 的蛋白） 组成 可含内含子(在亚基因组 无内含子 mRNA 中被切除) B．Lewin: 《GENES》Ⅵ.1997,Table 19.1
A1 a1 Dt dt
自交
9/16 3/16 A1-D1- A1- dt dt
A1: 控制色素形成 Dt: 控制产生斑点
3/16 a1a1Dt-
1/16 a1a1d1d1
图 23-47 玉米花斑表型的遗传学解释。
Marcus Rhoades分析了一种墨西哥玉米的穗， 此穗来自于一种籽粒有颜色的纯种自花受粉的玉米， 但它在后代中表现出一种意外的双因子杂种修饰性 孟德尔分离比 原来的品系可能为A1A1dtdt，突变后产生A1a1Dtdt 的植物，自交产生了上述比例。 产生斑点的一种可能是在体细胞中产生了回复突 变a1→A1,但大量的斑点需要很高频率的回复突变。 Rhoades能在 a1a1Dt_ （花斑）特殊无性种植物的花 中找到相应的花药，其花粉应携带回复突变产生色 素的基因型，而他用这些花粉与a1a1的植株测交， 结果有的后代完全是有颜色的。表明在亲本中每个 斑点实际上是回复突变的。