分子生物学 转座子 相关
分子生物学 第五章 DNA的转座
转座作用
DNA的转座,或称移位,是由可移位因子介导 的遗传物质重排现象。
“转座”?
不十分准确,在转座过程中,可移位因子的一个 拷贝常常留在原来的位置上,在新位点出现的是 拷贝,因此,转座有别于同源重组,它依赖于 DNA的复制。 根据转座子复制与否,转座作用可分为:
单纯转移 复制转移
5.1转座子 转座子
5.4.3 TnA家族 家族
TnA家族都是比较大的转座子(-5kb以上), 家族都是比较大的转座子( 以上), 家族都是比较大的转座子 以上 其特点是两端不含IS, 其特点是两端不含 ,但含有独立的转位酶基 因和抗药性基因。 因和抗药性基因。TnA家族包括许多类似的转 家族包括许多类似的转 位子。它们的一般结构均相类似, 位子。它们的一般结构均相类似,但有不同的 遗传标记(genetic markers)。 遗传标记 。
5.4.1 Tn10 许多转位子两端的IS具有完全相同的反向 许多转位子两端的 具有完全相同的反向 或同向)重复顺序。但亦有些Tn两端 两端IS不 (或同向)重复顺序。但亦有些 两端 不 完全相同,从而引起其功能各异。例如Tn10 完全相同,从而引起其功能各异。例如Tn10 两端的IS(右侧IS10R,左侧为 两端的 (右侧 ,左侧为IS10L)即不 ) 完全相同。 完全相同。
IS10L Tn10 (9.3 kb) IS10R
IR IR
பைடு நூலகம்IR
IR IR
IR
两端的反向重复顺序长22bp。这 在IS10两端的反向重复顺序长 两端的反向重复顺序长 。 个22bp的反向重复即是转位酶所赖以识 的反向重复即是转位酶所赖以识 别的位点,因而为转位反应所必须。 别的位点,因而为转位反应所必须。由 的反向重复不完全相同, 于IS10R和IS10L的反向重复不完全相同, 和 的反向重复不完全相同 所以IS10R是Tn10转位所必须,而IS10L 转位所必须, 所以 是 转位所必须 的转位活性却仅为IS10R的1-10%(目前 %(目前 的转位活性却仅为 的 %( 估计IS10R和IS10L之间约有 %的差 之间约有2.5% 估计 和 之间约有 异)。
分子生物学—同源重组、位点专一性重组、转座
分⼦⽣物学—同源重组、位点专⼀性重组、转座同源重组遗传交换、染⾊体上基因重排、断裂DNA的修复(1)同源重组的形式常发⽣在同源染⾊体之间(分⼦间重组)也可发⽣在同⼀DNA分⼦内(分⼦内重组)(2)Holliday 模型解释同源重组的⼀个经典模型基于重组过程中有⼗字形的中间产物(3)RecBCD重组途径存于E. coli中,需要RecBCD蛋⽩(RecBCD protein,recB、recC、recD基因的产物)参与DNA损伤造成的双链断裂以及外源DNA线性分⼦的DNA断端。
RecBCD是⼀种具多功能的酶,依赖于DNA的ATPase(⽔解ATP, 为DNA的解螺旋提供能量);DNA helicase; DNA nuclease,可作⽤于单链或双链DNA, 切割χ位点(GCTGGTGG)χ(chi): crossover hotspot instigator RecBCD的切点与底物的序列有关,可在χ位点3’端4 ~ 6 ntRecA :38 kD 的蛋⽩质,具多种功能,在重组中促进同源DNA单链的交换(主要是⼀单链与⼀双链中的同源单链交换);交换过程需ATP。
RuvA和RuvB :RuvA和RuvB均具DNA helicase活性,RuvB还有ATPase活性;RuvA特异性识别并结合到Holliday junction,并促使RuvB蛋⽩结合到这⼀位点;RuvB⽔解ATP,提供能量,促使分⽀迁移RuvC :解开Holliday junction的核酸内切酶,特异地与Holliday junction结合,在特异位点切开Holliday junction。
RuvC是⼆聚体,有2个活性位点,能切开Holliday junction的两条链,切割位点有特异的序列,必须等branch migration 到达特异序列后,RuvC才能起作⽤,以何种⽅式解开Holliday junction取决于RuvC切割位点在两对同源单链上的频率。
分子生物学名词解释
一、名词解释:1.顺反子:在反式构型中,不能互补的各个突变体在染色体上所占的一个区域称为顺反子,顺反子是一个必须保存完整才能具备正常生理功能的最小单位。
11.突变子:是指一个顺反子内部发生突变的最小单位,一个突变子可以小到只有一对碱基。
111.重组子:是基因内不能由重组分开的遗传单位,即基因内出现重组的最小区间,重组子的单位可以小到核苷酸对。
2.断裂基因:在真核生物中,基因的编码序列在DNA分子上是不连续排列的,而是被不编码序列所隔开。
3.假基因:具有与功能基因相似的序列,但由于许多涂点以致失去了原来的功能,所以假基因是没有功能的基因。
4.错配修复:在含有错配碱基的DNA中,使正常核苷酸序列恢复的修复方式。
5.转座子:存在于染色体DNA上可以自主复制和位移的一段DNA序列。
6.增强子:增强启动子转录活性的DNA序列。
7.同源重组:两个双螺旋DNA分子间通过配对链断裂和再连接,而产生的片段间交换的过程。
8.启动子:RNA聚合酶特异性识别,结合和开始转录的一段保守的DNA序列。
10.RNA编辑:转录后的RNa为在编码区发生碱基的突变,加入或缺失的现象。
11.摇摆假说:反密码子和密码子配对时前两个碱基严格遵守碱基互补配对原则,但第三个碱基有一定的自由度可以“摆动”。
12.SD序列:在原核生物mRNA起始密码AUG上游,存在4到9个富含嘌呤的一致性序列。
13.操纵子:基因表达和调控的单位,由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。
14.weigle效应:紫外线处理的病毒借助于宿主细胞的DNA复制机制进行修复,重新产生活性,此时,如将寄主细胞预先用紫外光照射,则比未经照射的要产生更高的活化效应。
15.弱化子:mRNA合成起始以后,除非培养基中完全没有色氨酸,转录总在这个区域终止,产生一个仅有140个核苷酸的RNA分子,终止trp基因的转录,则这个区域成为弱化子。
16.正调控:没有调节蛋白存在时,基因是关闭的,加入这种调节蛋白后,基因表达活性被关闭。
分子生物学第7章 DNA的重组与转座
Barbara McClintock 芭芭拉·麦克林托克) (芭芭拉 麦克林托克) 19021902-1992
C基因-Ds基因-Ac基因: Ac-Ds 控制系统 基因-Ds基因-Ac基因: Ac基因 基因 《玉米易突变位点的由来与行为》(1950),《染色体结构和基 玉米易突变位点的由来与行为》(1950), 因表达》 因表达》(1951)
7.2.2 细菌的特异位点重组
鼠伤寒沙门氏菌H1鞭毛蛋白和 鞭毛蛋 鼠伤寒沙门氏菌 鞭毛蛋白和H2鞭毛蛋 鞭毛蛋白和 白抗原表达的互变,称为鞭毛相转变, 白抗原表达的互变,称为鞭毛相转变, 这种转变是由H片段倒位决定的 片段倒位决定的, 这种转变是由 片段倒位决定的,此倒 位是由于特异重组位点hix发生重组后引 位是由于特异重组位点 发生重组后引 起的。 起的。
整合位点---attB、attP ◘ 整合位点 切除位点---attL、attR 切除位点 整合过程需要λ整合酶 ◘ 整合过程需要 整合酶 (integrase Int)( 编码) )(λ编码) )( 编码 和寄主的整合宿主因子IHF 和寄主的整合宿主因子 (integration host factor) ) 共同作用 ◘ 整合后的附着位点为 attL(BOP’) ( ) attR(POB’) ( )
Ⅰ型:两末端有相同的IS序列,或正向,或反向。 两末端有相同的IS序列,或正向,或反向。 IS序列 Ⅱ型:末端有反向重复序列。如TnA家族 末端有反向重复序列。 TnA家族
Tn A家族: A家族: 家族
TnA是复制型转座的转座子,长约5kb左右 TnA是复制型转座的转座子,长约5kb左右 。 是复制型转座的转座子 5kb 两端具有末端反向重复序列(而不是IS),长约38bp左右 IS),长约38bp左右, 两端具有末端反向重复序列(而不是IS),长约38bp左右, 任一个缺失都会阻止转座。 任一个缺失都会阻止转座。 中部的编码区编码三个基因:转座酶,解离酶和抗性基因, 中部的编码区编码三个基因:转座酶,解离酶和抗性基因, TnA家族都带有抗性标记 TnA家族都带有抗性标记 。 靶位点具有5bp的正向重复序列。 5bp的正向重复序列 靶位点具有5bp的正向重复序列。 解离位点( TnA家族特有的内部位点 家族特有的内部位点。 解离位点(res)是TnA家族特有的内部位点。
基础分子生物学Chapter16 转座子
P因子有4个外显子, 前3个剪接到一起在 体细胞中表达, 所有 4个剪接到一起则在 生殖细胞中表达.
决定杂种败育 的是基因组中P 因子与一个 66kDa的阻抑 物之间的相互 作用.
复习题
• 什么是转座子及类型? • 什么是杂种不育(细胞型)?
IR
any gene
IR
IS
IR
IR transposase
any gene
IR
16.4 Transposition occurs by both replicative and nonreplicative mechanisms. 转座可通过复 制和非复制机制产生. • 所有转座子使用一种共同的机制: 在靶 DNA上造成交错切口, 转座子与突出的末 端相连, 填补缺口. • 转座子与靶DNA之间连接事件的顺序与确 切的性质决定了是复制型转座还是非复制 型转座.
16.12 Controlling elements form families of transposons. 控制元件形成转座子家族. • 玉米的每一转座子家族都有自主的和非自 主的控制元件.
• 自主控制元件编码使其转座的蛋白质. • 非自主控制元件有使它失去催化转座能力 的突变, 但当自主元件提供必需的蛋白质之 后, 它们也能转座. • 自主控制元件可以发生相变, 这时, 甲基化 状态改变了它们的特性.
பைடு நூலகம்
两个反向重复序 列的相互重组将 二者之间的序列 反向排列.
16.11 Controlling elements in maize cause breakage and rearrangements. 玉米的控制 元件会引起链的断裂与重排.
• “控制元件”的转座产生染色体断裂效应, 从而发现了玉米中的转座. • 断裂产生含有着丝粒和断裂末端的染色体 以及无着丝粒的片段. • 无着丝粒片段在有丝分裂过程中丢失. • 染色体断裂之间的融合产生双着丝粒染色 体, 它会进行进一步的断裂和融合循环. • 断裂-融合-桥循环造成体细胞斑驳出现.
分子生物学课件DNA的修复和转座
DNA修复和转座:在生 物技术中具有重要的研 究价值,如基因表达调 控、基因进化等
汇报人:
转座子元件(Transposable element):可移动 的DNA序列,可在基因组中插入和删除
转座子复合体(Transposon complex):由转座子和 转座酶组成的复合体,可在基因组中插入和删除
转座子家族(Transposon family):具有相似序列 和功能的转座子集合
转座子:一பைடு நூலகம்可以在基因组中移动 的DNA序列
光修复:通过光修复酶修复受损的DNA
核酸内切酶:切 割DNA双链,形 成单链缺口
DNA聚合酶:填 补单链缺口,形 成新的DNA双链
连接酶:连接 DNA双链,形成 完整的DNA分子
拓扑异构酶:改变 DNA拓扑结构,使 DNA能够顺利复制 和转录
识别损伤:识别 DNA损伤的位置和 类型
切除损伤:切除损 伤的DNA片段
端粒缩短: DNA端粒 缩短,导 致细胞衰 老和死亡
碱基切除修复:切除受损的碱基,再通过 DNA聚合酶填补空缺
核苷酸切除修复:切除受损的核苷酸,再 通过DNA聚合酶填补空缺
重组修复:通过同源重组修复受损的DNA
非同源末端连接修复:通过非同源末端连 接酶修复受损的DNA
错配修复:通过错配修复酶修复受损的DNA
DNA修复:保 持遗传信息的 稳定性,避免
突变积累
DNA转座:增 加基因多样性, 促进生物进化
修复和转座: 共同作用,推
动生物进化
修复和转座: 对生物适应环 境变化具有重
要意义
DNA修复和转座是细 胞正常生理过程的一 部分,如果发生异常, 可能导致疾病发生。
DNA修复和转座异 常可能导致基因突 变,从而引发癌症 等疾病。
分子生物学第七章 DNA的重组与转座
6、异构化:链同化过程中,DNA经过一定的扭曲旋转形成的
异构体。 7、分支迁移(branch migration):两条DNA分子之间形成
的交叉点可以沿DNA移动,这一过程称为分支迁移。
图、分枝迁移
Holliday结构的拆分 重组体连接两个DNA双链的 交换中间物含有4股DNA链,在 其连接处为转换配对所形成交 叉链的连接点称为Holliday结 构。该结构中由二对连锁在一 起的DNA分子组成。 Holiday中间体的形成只完 成了重组的一半,由于连锁在 一起的两条DNA分子必须经过拆 分(resolution)回复到彼此 分开的双螺旋状态。拆分的方 式有两种,需要内切酶在交叉 点处形成一对切口,然后由连 接酶连接。
第七章 DNA的重组与转座
• • • •
7.1 同源重组 7.2 位点特异性重组 7.3 转座作用 7.4 逆转录转座子
•
广义上,任何造成基因型变化的基因交流过程都叫 遗传重组(genetic recombination).
•
• •
狭义上,指涉及到DNA分子内断裂-复合的基因交流, 有时又称交换(crossing over).
通过不同个体间的基因交换,可以保证遗传的多样 性,从而为选择奠定物质基础。 遗传重组包括同源重组,位点专一性重组,转座重 组和异常重组。
7.1 同源重组(homologous recombination)
一、定义:同源重组也称交换,指减数分裂过程中染 色体间遗传物质的交换,即在两个双螺旋DNA分子中 任何一对同源序列作底物进行交换。
7.3
转座重组
• 同源染色体上的重组比例较少,较多的还是非同源染色体间的转 座重组。 • 原核生物,真核生物基因组中都有一些不必借助同源序列可以从 一个部位移动到另一个部位的DNA片段,这些片段称转座子 (transposon or transposable element)。转座作用与供体和 受体部位之间的序列没有任何关系。 • 所有的转座子都有两个结构特征:其一两端有20-40bp的反向重 复序列;其二转座子的中间具有编码转座酶的基因,这种酶催化 转座子插入新的位置。 • 转座子的共性:1、两端都有反向重复序列
分子生物学重要名词解释
1.Replicons(复制子):以任意一段DNA序列为单位进行复制的这段DNA就称为一个复制子.一个复制子内仅有一个复制起始点。
2.Replication fork(复制叉):指亲代两条链发生分离的位点.同时也是新生DNA合成的位点称为复制叉,一般情况下,两个复制又从复制起始点位开始进行双向复制直到在复制终点相遇。
所有的起始区域富含AT序列。
3.Nudear Matrix(核基质):由不溶性蛋白质纤维构成的蛋白质支架在空间上支撑着DNA 复制.复制工厂被固定在核基质中,DNA可穿过其中。
4.Transposition(转座作用):重组不依赖DNA的序列.使一段DNA序列从染色体的一个位置移动到另一个位置,甚至从一个染色体移动到另一个染色体。
5.Transposon(转座子):是指存在于染色DNA上可自主复制和位移的基本单位6.Enhancer(增强子):在启动子起始点的上游或下游数千个碱基处,能激活转录的序列元件称为增强子。
7.silencer(沉默子):某些基因的页性调节元件,能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用.并最终抑制该基因的转录活性。
8.TBP(TATA-building protein){TATA结合蛋白}:是在含有TATA框的Ⅱ类(或Ⅲ类)启动子中的装配因子。
对所有聚合酶和启动子类型都能起作用,具有多功能性。
9.Attenuator(弱化子):指原核生物的操纵子中明显衰减乃至停止转录作用的一段核苷酸序列.位于操纵子上游。
10.Prompter(启动子):RNA聚合酶结合到待转录序列上游的特定起始位点,这些区域称为启动子。
DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域,通常位于基因的5’上游区域。
在多数情况下还包括促进转录起始的调节蛋白的结合点位。
11.Operon(操纵子):是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位.与功能相关的基因相连,由同一控制区控制转录,这些基因包括结构基因,操纵子基因和启动调节基因等。
研究生分子生物学知识点
研究生分子生物学知识点分子生物学是生物学的一个重要分支,研究生分子生物学需要掌握一定的知识点。
下面将详细介绍分子生物学的一些重要知识点。
1.DNA和RNA:DNA和RNA是分子生物学的基础。
DNA是携带遗传信息的分子,通过其碱基序列确定了生物体的遗传特征。
RNA则在转录过程中将DNA的信息转化为蛋白质。
分子生物学研究中需要了解DNA和RNA的组成、结构、功能及相互作用。
2.转录和翻译:转录和翻译是分子生物学中最重要的过程之一、转录是指将DNA信息转录成RNA的过程,翻译是指将RNA信息翻译成蛋白质的过程。
研究生分子生物学需要了解这两个过程的机制、调控以及相关的分子机器。
3.基因调控:基因调控是指通过启动子、转录因子、染色质重塑等方式调节基因表达的过程。
研究生分子生物学需要了解基因调控机制,包括转录因子的结构和功能、染色质的结构和动态调节等。
4.RNA干扰:RNA干扰是一种通过RNA分子干扰特定基因表达的机制。
研究生分子生物学需要了解RNA干扰的机制、类型以及相关技术的应用。
5.转座子和基因突变:转座子是能够在基因组中移动的DNA片段,基因突变则是DNA序列中的改变。
研究生分子生物学需要了解转座子的分类、机制以及基因突变的种类和对生物体的影响。
6.蛋白质结构和功能:蛋白质是生物体中最重要的分子之一,研究生分子生物学需要了解蛋白质的结构和功能。
包括如何通过蛋白质序列推断其结构、蛋白质与其他分子的相互作用等。
7.DNA修复和突变:DNA修复是维护基因组稳定性的重要机制,而突变则是造成遗传变异的原因之一、研究生分子生物学需要了解DNA修复的机制、类型以及突变的产生原因和后果。
8.基因组学和转录组学:基因组学研究基因组的结构和功能,转录组学研究转录过程中的基因表达情况。
研究生分子生物学需要了解基因组学和转录组学的技术手段和应用,包括测序技术、基因表达分析等。
9.蛋白质组学:蛋白质组学研究生物体中所有蛋白质的组成、结构和功能。
转座子应用的研究进展
结论
转座子的应用研究在过去几十年中取得了显著的进展,从基础研究到应用研究 展现出广阔的前景。然而,尽管转座子的应用具有巨大的潜力,但其在实际应 用中仍存在一定的局限性和挑战。例如,对于人类和其他高等生物而言,转座 子的活性受到严格的限制,这限制了其在基因治疗和作物改良等方面的应用。 此外,虽然基因组编辑技术为转座子的应用提供了更为精准的手段,但其仍然 存在脱靶效应等潜在风险。
3、工业领域
在工业领域,转座子的应用主要涉及微生物发酵和生物催化等方面。通过利用 转座子改变微生物的遗传特性,可以优化发酵和催化过程,提高产品的产率和 纯度。例如,利用转座子改良酵母菌株的代谢途径,可以提高乙醇等产品的生 产效率。
研究方法
转座子应用的研究方法主要包括传统的基因功能研究方法和现代的基因组编辑 技术。
转座子应用的研究进展
目录
01 转座子的基本特征和 分类
02 研究现状
03 应用前景
04 研究方法
05 结论
06 未来研究方向
转座子(Transposons)是生物界中一类重要的基因元件,它们能在染色体内 部移动,从而改变基因组的构象和功能。近年来,随着转座子研究的深入,人 们发现转座子不仅在基因组进化中发挥重要作用,而且在基因治疗、基因编辑 和生物进化等领域具有广泛的应用价值。本次演示将重点探讨转座子应用的研 究进展及其在未来研究中的潜在价值。
1、传统研究方法
传统的基因功能研究方法主要包括基因敲除、基因互补和基因过量表达等。这 些方法通过改变目标基因的表达水平或敲除关键基因来研究基因的功能和作用 机制。例如,利用同源重组技术将转座子插入到目标基因组位点,从而研究该 位点对基因表达和细胞生物学特性的影响。
2、基因组编辑技术
转座子——精选推荐
转座⼦(⼀)麦克林托克的⽟⽶实验(⼆)遗传学与细胞学的联姻(三)转座概念的浮现(四)Ac-Ds转座系统(五)从误解到理解(六)钟情于经典遗传学⽅法(七)不同于分⼦遗传学的独特视⾓(⼋)打开了通往分⼦遗传学的另⼀扇门(⼀)麦克林托克的⽟⽶实验1902年6⽉16⽇,麦克林托克出⽣于美国康涅狄格州的哈特福德,母亲萨拉·汉迪·麦克林托克是⼀个喜欢冒险的勇敢的妇⼥;⽗亲托马斯·亨利·麦克林托克天⽣具有桀骜不驯的个性。
求学时代,她深深地迷上了⾃然科学,常能出其不意地以⾃⼰独特的⽅式来解答各种难题,⽽寻找答案的整个过程对她来说,是⼀个巨⼤的快乐。
在麦克林托克未来漫长的科研⽣涯中,这种快乐⼀直伴随着她,并成为她不懈努⼒的唯⼀源泉。
1919年,麦克林托克在康乃尔⼤学农学院注册⼊学。
1921年秋,她选修了⼀门唯⼀向本科⽣开放的遗传学课程。
在当时,⼏乎很少有学⽣对遗传学产⽣兴趣,他们⼤多热衷于农业学,并以此作为谋⽣⼿段。
但麦克林托克却对这门课有着强烈的兴趣,从⽽引起了主讲教师赫丘逊(C·B·Hutchuson)的注意。
课程结束后,赫丘逊来电话邀请她选修康乃尔⼤学专为研究⽣开设的其它遗传学课程。
麦克林托克欣然接受了他的邀请,并就此踏上遗传研究的道路。
同时,麦克林托克还选修了植物学系夏普(L·W·Sharp)教授开设的细胞学课程。
夏普的兴趣集中于染⾊体的结构以及在减数分裂和有丝分裂期间它们的⾏为的研究上。
当时,染⾊体正在受到⼈们的强烈关注,被认定是“遗传因⼦”的载体。
麦克林托克在康乃尔⼤学植物学系读研究⽣时,毫不犹豫地认准了这⼀研究⽅向——细胞遗传学。
当时的康乃尔⼤学是⽟⽶遗传学的中⼼,这⼀研究传统由爱默⽣(Rollins A·Emerson)教授所创⽴。
⽟⽶具有明确可辨的遗传性状,当时已证明它籽粒上糊粉层的颜⾊以及胚乳的性质,均受孟德尔遗传因⼦所控制。
分子生物学-DNA复制、突变、转座习题库
一、名词解释1. C value paradox2.重叠基因(overlapping gene,nested gene)3.引发体(primosome)4.错配修复(mismatch repair)5. 移码突变6.转座子(transposon,Tn)7. Okazaki fragment8. semiconservative replication二、是非题1.基因组是指某一种生物所具有的全部基因的总称。
()2.超螺旋DNA的能量状态总是高于相同序列的松弛型DNA。
()3.人基因组的碱基对数目为3.2×109,它是自然界中最大的。
()4.修复系统进行错配修复时,根据子链DNA甲基化而母链未甲基化来判断子链和母链,从而修复错配碱基。
()5.如果DNA样品A的T m值低于样品B的T m值,那么样品A含有的A-T碱基对高于样品B。
()6.冈崎片段只由DNA组成。
()7.细胞内的DNA复制既需要DNA聚合酶,也需要RNA聚合酶。
()8.DNA聚合酶Ⅰ并非参与大肠杆菌染色体DNA复制的主要聚合酶,故它的任何突变都不会导致大肠杆菌不能生存。
()9.转座重组既可以导致基因的失活,也可以导致基因的激活。
()10.在一个基因的编码区内发生的核苷酸的插入或缺失总是导致移码突变。
()11.DNA复制是在起始阶段进行控制的,一旦复制启动,即进行下去,直到整个复制子完全被复制。
()三、单项选择题1.原核生物DNA复制不需要()A. DNA聚合酶ⅠB. DNA旋转酶C. DNA解链酶D. DNA连接酶E.端粒酶2.假定一个转座子插入到某一个基因的可读框内,并产生11bp的靶点重复,当转座子离开以后,留下重复序列,那么,这最终将导致()A.转换B.颠换C.移码突变D.转位E.阻遏3. 如果一个具有放射性的DNA分子在没有放射性标记的dNTP溶液里进行两轮复制,那么得到的四个子代DNA分子的放射性分布是()A.两股各有一半带有放射性B.所有都含有放射性C.两个没有放射性D.有一个DNA分子的两条链具有放射性E.都没有放射性4. 以下是关于玉米的Ac-Ds转座子的叙述,其中正确的是()A.它们属于逆转座子B. Ac属于自主型,Ds属于非自主型C. Ds属于自主型,Ac属于非自主型D.都属于自主型E.都属于非自主型5. 细胞内的突变主要发生在()A. DNA复制B. DNA修复C.转录D.翻译E.病毒感染6. 人类基因组比大肠杆菌基因组大700倍左右,然而,人类基因组复制的时间仅比大肠杆菌基因组复制长6~8倍。
转座子名词解释生物化学
转座子名词解释生物化学
嘿,你知道啥是转座子不?转座子啊,就像是生物界里的小调皮鬼!比如说吧,就好像一个小孩子在一个大房间里跑来跑去,一会儿在这
个角落捣乱一下,一会儿又跑到那个角落折腾一番。
转座子就是这样,它们能在基因组里跳来跳去。
想象一下,整个基
因组就像是一个超级大的拼图,而转座子就是那些可以在拼图里随意
移动的小块。
转座子可神奇了呢!它们可以改变基因的位置和功能。
哎呀呀,这
可不得了!就好像本来一个东西放在这儿好好的,突然被挪到了别的
地方,那可就会产生一系列的变化呀!这影响可大可小呢。
咱来举个例子啊,好比一个乐团正在演奏一首美妙的乐曲,突然其
中一个乐器的位置变了,那整首曲子的感觉可能就完全不一样了,对吧?转座子就有这样的魔力。
科学家们对转座子那是又爱又恨呐!爱的是它们能给研究带来很多
有趣的发现和突破,恨的是它们有时候也会搞出一些麻烦事儿。
“哎呀,这个转座子怎么又捣乱啦!”科学家们可能会这么抱怨。
转座子还分为不同的类型呢,什么插入序列啦,复合型转座子啦等等。
它们各自有着独特的特点和行为方式。
在生物的进化过程中,转座子也扮演着重要的角色呢!它们可以带来新的基因组合,推动着生物的不断变化和发展。
总之啊,转座子就是生物化学里超级有趣又超级重要的一个概念!它们就像一群小精灵,在基因组里蹦蹦跳跳,给生物世界带来了无数的可能和惊喜!我觉得转座子真的是太神奇啦,它们的存在让生物世界变得更加丰富多彩,难道不是吗?。
转座子类型资料
插入序列的结构特征
• (1)含短的末端反向重复序列,且每条 链上的反向重复序列可以相互配对形成茎 环结构;
• (2)含编码转座酶的基因(其突变将导 致不能转座);
• (3)在转座子两外侧的靶DNA中存在 5-9 bp 的短正向重复序列。
正向重复序列的形成过程
转座酶
DNA聚合酶和连接酶
插入序列的转座特点
复合转座子的转座特点
• 可以作为一个整体进行转座; • 含有的一个或两个IS元件也可进行单独转座。
类插入序列
指IS10R,IR50R和IS903,它们的结 构和IS相似,但不独立存在。而是作为复 合转座子(compositetransposons)两臂的 组件。
TnA家族
长约5kb左右,两端具有IR,而不是 IS,中部的编码区不仅编码抗性标记, 还编码转座酶和解离酶的DNA序列。
Thank you!!!
4、转座子的转座机制
所有转座子的共同机制: 在靶DNA上造成交错切口,转座子与突出的末端
相连,填补缺口。 据转座子的移动机制,可分为: ◆复制型转座(replicative transposition) ◆非复制型转座(nonreplicative transposition) ◆保守型转座(conservative transposition)
II类转座因子家族 P Hobo Mariner FB Tc1 Ac/Ds Spm/dsom Mu/mn Tam1 Tam3 TU/puppy
ITR
TSD
31
8
12
8
28
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转座子的名词解释
“转座子”的名词解释
“转座子”的名词解释:转座子(Transposable element)是生物界的一大类序列,可以在基因组中移动,从而改变基因组的排列和结构。
它们被归类为“可移动基因”,并在分子遗传学中有广泛的应用。
转座子的发现要追溯到20世纪初,但真正的转座子概念的形成要归功于20世纪50年代的科学家们。
当时,他们发现了一些DNA 序列可以在基因组中复制和移动,从而改变了基因组的排列和结构。
这些序列被命名为“转座子”。
转座子的作用机理涉及到一些复杂的的过程。
首先,转座子在基因组中复制自己,然后在DNA链上打开一个缺口,将自己插入到新的位置。
这个过程会改变基因组的排列和结构,从而导致一些表型的变化。
按照序列的来源和结构,转座子可以分成多种类型。
其中最常见的类型是DNA转座子,它们可以在基因组中复制和移动。
另外还有一些RNA转座子和DNA-RNA转座子,它们的作用机理有所不同。
转座子的广泛应用在分子遗传学、基因工程和进化生物学等领域。
例如,科学家们可以利用转座子来研究基因组的结构和功能,或者用来改良作物的和动物的性状。
分子生物学第3章 可移动的遗传因子-2010
第一节 转座子 Section I transposon
概述 在原核生物和真核生物基因组中存在 着可以从一个部位转移到另一个部位的一 些序列,这些序列称为转座子。存在病毒、 细菌和真核细胞的质粒或基因组中。 转座子transposon也称跳跃基因jumping gene
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
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
型,以RNA介导的转座只发现在真核生物中,
它是由逆转录病毒以其RNA的基因组的DNA拷
贝序列插入到宿主细胞的染色体中而产生。逆 转录转座子是宿主DNA基因组的组分,可在基 因组内转座,它在插入位点上产生正向重复短 序列。
1. 逆转录病毒基因组与逆转座子结构
2. 逆转录病毒与转座
逆转录病毒的基因组有两条正链RNA组成,其 复制必须经过类似的转座作用,将DNA插入宿主基 因组, 在靶位点产生正向重复短序列,产生的结 果有:1)原病毒像溶源性噬菌体DNA,成为宿主
双转座子插入所引起的外显子改组示意图
6、转座子效应的意义
(1) 可使原来相距较远的基因组合在一起,形成一个操纵子。 (2) 产生一个新蛋白,把原来两段分离的DNA序列连在一 起。 (3) 启动子部位的插入可使基因打开或关闭。 (4)过多转座(频率过高)对细胞不利,细胞在长期进化中形成
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第十五章转座子基因组是通过获得新序列以及原有序列重排发展而来的。
新序列的意外引入改变基因组间承载信息的能力。
染色体外元件(Extrachromosomal element)通过调节基因的长度(通常是很短的)来转移信息。
在细菌中,质粒是通过接合作用(见12章),而噬菌体则是通过感染来转移信息(见第11章)。
噬菌体和质粒都会在其复制子(Replicon)中偶尔携带一些宿主基因。
有些细菌中有通过转化作用直接转移DNA的现象。
真核生物中,一些病毒(尤其是逆转录病毒)能够在感染周期内转移遗传物质。
重排(Rearrangement)是由基因组内部程序发起的,例如非互惠(Nonreciprocal)重组是由同源重组时错配导致的。
非互惠重组导致座位的复制或重排(见第4章)。
基因组的序列复制是产生新序列的主要来源。
复制可能继承原来的功能或可能产生新功能,而且,在分子水平上发现独立基因组间差异明显,是由于重组导致了这些多态性(Polymorphism)。
在第4章已经讨论过,微卫星间重组可调整其长度以便使每个基因组都是独特的。
多态性的另一个主要原因是由转移元件转座(Transposon)产生的:它们是基因组中可移动的不连续序列,可在基因组内从一个座位转到另一个座位。
转座子特征是它们并不利用独立元件(如噬菌体或质粒DNA),而只是从基因组的一个位点直接移动到另一个位点,与大多数基因组重构的其它程序不同,转座子不依赖序列供体和接体位点间的任何联系。
转座子非常严格地自我转座到同一基因组的新位点,有时增加一些序列,因此它们可作为基因组间序列转移的内部载体,是基因组内突变的主要来源。
转座子可分两种类型。
本章讨论的转座子与编码蛋白质的DNA序列共存并操纵这些DNA以便使其在基因组内复制自我。
下章讨论的转座子与逆转录病毒相似。
它们通过将RNA转录成DNA拷贝的能力而迁移;DNA拷贝同时被整合进基因组的新位点。
通过DNA移动的转座子在真核和原核生物中都已发现。
每种细菌的转座子都携带编码其自身转座所需酶的基因,但也需要它所驻留基因组的辅助功能(如DNA聚合酶或DNA促旋酶)。
类似的系统也存在于真核生物中,但其有关酶的功能还很清楚。
一个基因组可同时包含功能元件和非功能元件。
通常真核基因组中的主要元件是有缺陷的,它们失去了独立转座的能力,但它们仍可被功能性转座子产生的酶识别而被动专座。
转座元件可直接或间接启动基因组的重排。
•转座元件本身可导致序列的缺失、插入或将宿主序列转到一个新的位点。
•转座子作为细胞重组系统的底物是通过“同源便携区(Portable region of homology)”的功能实现的。
在不同座位(或不同染色体)上同一转座子的两个拷贝可能为相应的重组提供位点。
这种交换会产生缺失、插入、倒置或转座。
转座子的间歇活动似乎为自然选择提供了一个模糊的目标。
这支持了以下观点:转座元件既对表型有积极的作用也有消极作用。
它构成所谓“自私(Selfish)DNA”,只顾自身繁殖。
实际上,转座可作为一个事件考虑,转座子是驻留在基因组内的独立实体,这是与其它细胞重组系统的区别所在。
转座子与基因组的关系可能类似寄生虫与宿主的关系,当转座事件引起非必须基因失活或转座子的数量成为细胞系统的负担时,转座繁殖的元件可能被已有的损伤所平衡。
然而我们必需记住:任何具有选择优势的转座(如基因重排)都将导致携带此活性转座子的基因组优先存活。
15.1 插入序列是简单转座模序转座元件是在细菌操纵子中最先被鉴定的自发插入形式。
这种序列插入抑制了其插入基因的转录和/或翻译。
目前已有许多不同类型的转座元件已被阐明。
最简单的转座子称为插入序列(Insertion sequence,IS,反映了它们是如何被发现的)。
每一种类型都以IS为前缀,后边加上识别的数字(最初的种类被编为IS1-4,后来的种类反映了它们被分离出的历史,但与迄今分离的总数不一致)。
IS元件是细菌染色体和质粒的常规要素。
一个标准E. coli菌株大约包含<10拷贝常规IS元件。
一般用双冒号来表示特异位点插入,例如,λ: :IS1表示一个IS1元件插入噬菌体入。
图15.1 转座子所具有的末端倒转重复能够在靶位点的两翼产生正向重复,图中,靶位点重复5bp。
转座子末端的倒转重复为9bp。
数字1-9表示碱基序列。
IS元件是独立的单元,每个IS元件只编码起始自身转座的蛋白。
各种IS元件在序列上都是不同的,但在结构上有共同特征。
IS转座子插入靶位点前后的结构如图15.1所示。
图中总结了一些普通IS元件的特点。
IS元件以倒转重复(Inverted repeat)序列结尾。
两个重复序列高度同源以致于很难辨别。
如图所示,倒转重复序列的存在意味着两侧的两个相同序列都朝向元件内部。
当IS元件转座时,插入位点的宿主DNA序列被复制。
通过比较复制发生前后靶位点的序列可得知其复制的特性(图15.1)。
在插入位点,IS DNA两侧总有短的正向重复(Direct repeat,本文中“正向”指序列的两个拷贝方向相同,而并非相邻)。
但在原基因中(插入前或后的)靶位点只含有一个重复序列。
如图,靶位点含有ATGCA/ACGT序列,转座后,转座子的任一侧都出现一个重复拷贝。
转座子独立转座事件中重复序列是不同的,但任何IS序列的长度都是固定的(反映其转座机制)。
重复序列的普遍长度为9bp。
IS元件有其结构特征:其末端是倒转重复序列,邻近末端的旁侧存在宿主DNA的短正向重复序列。
在DNA序列中,这种组织类型被认为是转座子的一大特征,根据(Prima facie)印象即可断定:此序列源自转座事件。
多数IS元件在宿主DNA的多个位点插入,但也有些有其偏爱的特异宿主位点。
倒转重复限定了转座子的末端。
末端识别对各种转座子都是相同的。
位于末端的顺式位点突变抑制转座,它可被一种与转座有关的蛋白识别。
这种蛋白称为转座酶(Transposase)。
除IS1外的所有IS元件都含有单一的长编码区,此区从倒转重复序列一端内部起始,在倒转重复序列另一末端之前或之上终止。
此区编码转座酶。
IS1有更复杂的结构,它有两个独立的读码框;在翻译时通过移框(Frameshift作用使两个读码框都被应用,以便产生转座酶。
不同转座元件的转座频率不同。
一般为每代10-3 ~10-4 次/元件。
单个位点的插入频率与自发突变率一致,约为10-5 ~10-7/代。
逆转(通过精确切除IS元件而产生)是不常发生的。
发生率为10-6 ~10-10/代。
比插入频率率低~103倍。
15.2 复合转座子含有IS模序有些转座子除转座功能外还携带抗药性(或其它)标记。
这些转座子以Tn加一个数字表示。
一类大转座子由于中心区携带有抗药性标记(Drug marker),两侧有IS元件“臂”而被称为复合转座子(Composite transposon)。
两臂既可是相同方向,也可(大多数是)相反方向,故含有正向重复臂的复合转座子结构为:左臂>——中心区——>右臂。
如果两臂为倒转重复,结构为:左臂>——中心区——<右臂。
箭头表明臂的方向,两臂用L或R表示转座子基因图上的左或右,关于复合转座子结构更详细的说明如图15.2所示。
它同时也总结了一般复合转座子具有的特征。
因为臂上包含IS模序(Module),每个模序都有以倒转重复序列为末端的一般结构,所以复合转座子也是以同样的倒转重复序列为末端的。
有些转座子中,复合转座子的模序是相同的。
如Tn9(IS1正向重复序列)或Tn903(IS903倒转重复)。
另一些例子中,模序高度同源但不相同。
因此我们能在T10或T5中分辨出L 或R 模序。
一个功能性IS 模序既能转座本身也能转座整个转座子。
若一个复合转座子的模序是一样的,可能每一个都能引起转座,就像Tn9或Tn903的例子一样。
两个模序不同时,它们在功能上可能会有差异。
因此,转座可以完全或主要地依赖模序中的一个,如Tn10和Tn5。
图15.2 复合转座子的中心区携带有标记(如抗药性),两侧有IS 模序。
每个IS 具有短的末端重复。
图15.3 两个IS10单位组成一个复合转座子Tn10,该转座子可移动IS10之间的任何DNA 序列。
如果Tn10是环形分子的一部分,那么IS10末端重复可将环两端任何一端进行转座。
我们假设转座子由两个独立起始的模序结合到中央区而构成。
当IS 元件转座到起始位点附近的受体位点时,两个一致模序可能仍保持一致或者分开。
单模序可转座整个复合转座子的能力解释了双模序保持活力缺乏选择压力的原因。
是什么负责转座一个复合转座子而不是单独模序?当两个模序都有功能时这个问题尤为明显。
例如Tn9中模序为IS1元件,大概每一个元件自身与在转座子中都具有功能。
为什么转座子作为完整的插入序列保存下来?两个IS 元件可转座它们之间的任何序列(包括其自身),图15.3表明如果T10在一个环状复制子中,它们两个模序能位于Tn10起始区tet R 基因旁或此环内其它部分序列旁册。
因此转座既涉及最初的Tn10转座子(被tet R 所标记),又涉及新的含有可变中央区的“插入-转出”转座子的产生。
注意:最初的和新的转座子都含有倒转重复模序,这些模序在中央区附近的任何方向都具有功能,复合转座子的转座频率随两模序间的距离增加而下降。
因此长度依赖性是决定一般转座子大小的因素之一。
支持复合转座子转座的主要动力是对中央区携带的标记的选择。
IS10模序易于在自己周围转移,频率比Tn10高得多。
但Tn10含有tet R 选择标记,因此在选择条件下,完整Tn10转座子相对频率增加许多。
编码转座活性的IS 元件既与创建靶位点有关,又与识别转座子末端序列有关,转座子的末端是转座唯一的基础。
15.3 转座可通过复制和非复制机制如图15.4所示,一个转座子插入到一个新的位点。
它包括靶DNA 的交错断裂,将转座子连接到突出的单链末端和填补缺口。
交错末端的产生和填补解释了靶DNA 在插入位点的正向重复的产生;两条链的两个缺口间的交错决定了正向重复的长度。
所以每个转座子的靶重复特性反应了切割靶DNA 所涉及的酶的几何特点。
图15.4 转座子靶位点两翼的正向重复是因交错切割所产生的突出末端与转座子相连而形成的。
图15.5 复制性转座产生转座子的一个拷贝,由该拷贝插入到受体位点,供体位点序列不变,因此供体和受体位点都有一个拷贝的转座子。
交错末端的使用对于所有方式的转座来说都是普遍的。
但是我们通过转座子移动的机制可以将转座分为三种类型。
•复制型转座(Replicative transposon):在相互作用时,转座子被复制,因此转座实体是原转座子的一个拷贝。
图15.5概述了这种转座的结果。