转座子的研究进展
转座子的研究进展
转座子的研究进展摘要转座子是一类散布在基因组中序列重复的DNA片段，可以通过特定转座酶在基因组中移动，是DNA上可自主复制和移动的基本单位，存在于生物界的各个领域。
本文就转座子的分子结构、类型、转座机制、特点和功能及相关技术等方面做一综述。
关键词：转座子研究进展目录一前言 (1)二本论 (2)2.1转座子的分子结构 (2)2.2转座子的类型 (2)2.3转座子的转座机制 (3)2.4转座子的特点和功能 (3)2.5转座子相关技术 (3)2.5.1转座子分离方法 (3)2.5.2转座子基因标签技术 (4)2.5.3转座子定点杂交技术 (4)2.5.4转座子基因打靶技术 (4)2.5.5基因增补技术即非病毒转座子“睡美人苏醒”技术 (4)三结论 (5)参考文献 (6)一前言转座子又称跳跃因子，其实质是基因组上不必借助于同源序列就可移动的DNA片段，它们可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点[2]。
对于转座子的研究我们可以追溯到20世纪40年代，McClintock[1]在玉米中首次发现了染色体中存在一类不稳定的元件，但她的发现并没有引起广泛的关注。
直到20世纪七八十年代，随着在细菌中发现了Mu转座子，小鼠中发现了B1、B2转座子，灵长类中发现了Alu转座子后，人们才逐渐的认识到所有生物体中都普遍存在着转座子[3]。
生物界中存在众多与转座子有关的遗传变异的例子，如转座子插入外显子、调控区、内含子以及介导重组。
寄主与转座子是相互适应的，如寄主调控转座子的拷贝数，转座子对非编码区的插入偏爱，转座子拷贝数的自我调控等[4]。
二本论2.1转座子的分子结构转座子由下列成份所组成：（以Tn3为例）①反向重复序列（Inverted repeat）：首先是由电子显微镜观察到，随后的DNA序列分析则直接说明了转座子存在着末端反向重复序列。
Tn3有38个碱基对的末端反向重复序列，它是转座所必需的，可能与转座酶识别切割位点有关。
转座子及其应用研究进展
转座子及其应用研究进展转座子是一种可以移动DNA序列的基因元件，同时也是基因工程中极其重要的技术工具之一。
鉴于它极其灵活的技术性和应用广泛性，自问世以来，一直备受科研人员的青睐和热情追捧。
在转座子的发现和应用进程中，有很多科学研究的成果和技术进展，为了更好地了解转座子及其应用领域的前沿研究情况，本篇文章将对其发展历程和应用研究进展进行概述。
1. 转座子的发现和进化转座子又叫跳跃基因，是指一种具有自我移动能力和自我克隆能力的DNA序列。
它广泛存在于生物界，从单细胞生物到哺乳动物都有它的足迹，对生物进化的角色也十分重要。
转座子最早发现于玉米中，其结构上的一些共性特征比如重复序列、反转录酶等使得它们被归于同一个家族，并被命名为“反转录转座子”。
进一步的研究使得人们发现，不同的转座子家族具有不同的结构特征和生物学功能。
随着技术的不断提高，越来越多的转座子被发现和鉴定，因此研究对象也不限于玉米等模式生物体系，而是包括了更高等级的生物，如细菌、酵母菌、果蝇、线虫、小鼠等，对转座子的探索也因此进入了一个全新的阶段。
2. 转座子在基因工程中的应用转座子具有很多优点，比如具备可重复性、高效率、精确性和广泛的适用性等特点。
这使得它在基因工程中成为了一种得力的利器。
一些应用研究已经表明，转座子系统可用于瞬间转移外源DNA到多种生物体中，并实现可控的、稳定的基因表达。
比如，转座子技术被应用于真菌、哺乳动物等体内外的基因转移和疾病治疗等多个项目中。
另外，转座子还广泛应用于基因编辑、肿瘤治疗、新药研发、农业生产和环境修复等领域。
转座子还可以用于基因靶向和剪接，基于基因编辑的基因测序技术最近引起了极大的关注。
它基本上是一种使用DNA剪切工具在细胞中添加或删除基因的方法，现已得到了广泛的应用。
因此，转座子在基因编辑中已有广泛的应用，尤其是在人体水平的基因编辑中，其发展前景可以说广阔无边。
3. 转座子在亚洲的研究我们现在已经了解转座子的发展历程和应用范围，我们进一步了解一下以亚洲为代表的一些转座子相关研究。
_睡美人_转座系统研究进展
·43 ·
“睡美人”转座系统研究进展
丁 吴晓晖 3
(复旦大学发育生物学基地 , 上海 200433)
摘要 “睡美人 ( S leeping Beauty , SB) ”转座系统是 Tc1/ m ariner 转座因子超家族中的一员 , 是目前唯一取材 于脊椎动物的具有活性的转座系统. 对近年来有关 “睡美人”的研究进展作一个综述 , 并针对存在的问题提出 相应的解决方案 . 关键词 睡美人 ( S leepi ng Beauty) , 转座 , 转基因 学科分类号 Q344
2003 ; 30 (1) 生物化学与生物物理进展 Prog. Biochem. Biophys.
方法 抗生素筛选
转入报告基因 DNA 印迹
PCR 常规 PCR R T2PCR 反向2PCR Splinkerette PCR
Table 1 Methods for detecting the transposition of SB 表 1 检测 “睡美人”转座的分子生物学方法
PCR
染色体之间
67 %
[7]
小鼠 FVB/ n2) 生殖细胞
> 1 显微注射 DNA 印迹
染色体之间
2 3)
[6]
小鼠 FVB/ n2) 单细胞胚胎
> 1 显微注射 DNA 印迹
质粒至染色体
16 %
[4]
1) 除特别说明外 , 转座效率是指由于 SB 转座酶的作用 , 而发生转座的研究对象 (细胞或个体) 的数量 , 占所有研究对象数量的百分比 (不考虑在同一研究对象中发生转座的次数) . 2) 表示品系. 3) 这里的转座效率是指每个个体中由于 SB 转座酶的作用而发生转座的平均次数.
细胞逆转录转座子及其功能研究
细胞逆转录转座子及其功能研究细胞逆转录转座子（LTRs）是一类特殊的转座子，它们在细胞DNA中构成了很重要的基因组组成元件。
转座子是可以改变基因排列和表达的DNA序列，因此在基因组进化和调控中具有至关重要的作用。
在本文中，我将深入探讨细胞逆转录转座子及其功能研究。
一、逆转录转座子的概述逆转录转座子（retrotransposon）是由RNA媒介的“逆向反录”过程使DNA复制插入到基因组中的移动元件。
它们是真核生物基因组中的最重要的复制性基因组元件之一。
逆转录转座子在细胞中存在不同的亚型，主要分为长镜像转座子（LTRs）和非长镜像逆转录转座子（non-LTRs）。
其中，LTRs是带有长镜像序列的逆转录转座子，能与终端重复序列（terminal repeat sequences）配对形成类似病毒颗粒的粒子，是目前已知的大部分逆转录转座子的一种。
二、LTRs的结构和功能LTRs由内部反向转录（reverse transcription）酶、内部RNA转录起始位点（promoter）和长镜像序列组成。
内部反向转录酶可转录，逆转录RNA并将其插入到新的位点中。
内部RNA转录起始位点能驱动LTR的转录，这样它们就能制造足够数量的RNA，并使它们转录逆行后转化为DNA。
而长镜像序列则起到了重要的调控作用，包括DNA复合物的形成，RNA转录和后转录活动的调节。
虽然细胞逆转录转座子的具体功能还不是很清楚，但是它们已经被发现对基因调控和表达具有重要的影响。
例如，有些LTRs可以充当编码转录因子（transcription factor）的端点，从而控制基因表达和调节。
此外，LTRs也可能影响DNA复制、修复和重组过程，从而对细胞的遗传稳定性产生影响。
三、LTRs的研究进展随着分子生物学和基因组学的进步，LTRs的研究进展迅速。
目前已经有大量的研究表明，LTRs在多种生物体中广泛分布，是基因组演化和调控的重要组成部分。
植物反转录转座子的研究进展
１２１ Ｌ ． ． ＴＲ 反 转 录 转 座 子 中 的 Ｔｙ 一ｏ ｉ 组 ： １ｃｐａ Ｌ ＴＲ不 编 码 任 何 已 知 的 蛋 白 质 ，但 含 有 与 该 类 转 座 子 转 录 密 切 相 关 的 启 动 子 和 终 止 子 ，Ｌ Ｒ 通 常 Ｔ
以反 向 重复 序 列 ５一 Ｇ一 ５一Ａ一 束 ．Ｌ Ｔ ３和 Ｃ ３结 ＴＲ 反
（ 四川大学 生命 科学 学 院 ，成 都 ６ ０ ６ ； 四川农业 大 学水 稻研究 所 ，温 江 ６ １ ０ １ １０ ４ １ ３ ） １
Байду номын сангаас摘要
反 转录 转座 子是 生 物界 中存 在 的一 类可 移 动 的遗传 因子 ，其转 座 功能 通过 ＲＮＡ介 导 反 转 录来 实 现 ．它 在
转 录 转 座 子 由 一 条 含 ５ 一 Ｕ５Ｐ Ｓ编 码 蛋 白 区 一 Ｒ— 一 Ｂ －
Ｐ Ｔ－ 一 ３ Ｐ Ｕ３Ｒ一 的 ｍＲ ＮＡ 分 子 编 码 ． 编 码 蛋 白 区
且 因 其 特 有 的 复 制 模 式 ，保 留 了插 入 位 点 的 序 列 ， 引 起 的突 变 相 对 稳 定 ． 由于 反 转 录 转 座 子 具 有 存 在 广 泛 、高 拷 贝数 、插 入 位 点 专 一 性 等 特 点 ，在 研究 植 物 基 因组 的组 成 ，表 达 调 控 、基 因组 进 化 、系 统
用来 实 行 反 转 录 转 座 子 的 复 制 供 座 功 能 ； ｉｔ基 ｎ
１ 植 物 反 转 录转座 子 的类 型 结构 及 分 配
１ １ 植 物 反 转 录转 座 子 的 类 型 ．
因编 码 的整 合 酶 协 助 反 转 录 转 位 子 以 ＤＮＡ 形 式 插 入 一 个 新 的 染 色 体 位 点 ．一 般 而 言 ，ｇ ｇ，ｐ ｌ和 ａ ｏ
转座子在基因工程中应用的研究进展
全基因组序列分析
斑马鱼 Danio rerio
全基因组序列分析
血红丛赤壳菌 Nectria haematococca
全基因组序列分析
水稻 Oryza sativa
全基因组序列分析
大豆疫霉菌 Phytophthora sojae
全基因组序列分析
家鼠 Rattus spp
全基因组序列分析
海胆 Strongylocentrotus purpuratus
1
反转录转座子不同于转座子，是以DNA-RNA-DNA的途径来实现转座，在整合酶的作用下，将新 生成的以DNA状态存在的反转录转座子整合到宿主基因组中。这样，反转录转座子在宿主基因组中的 拷贝数得到不断积累，从而使基因组增大。由于反转录转座子带有增强子、启动子等调控元件，所以 会影响宿主基因的表达。在生物进化过程中，反转录转座子起着不可忽视的作用。根据是否具有编码 反转录酶的能力，反转录转座子可分为两个家族: 自主性反转录转座子和非自主性反转录转座子；按 照序列结构中有无长末端重复序列(LTR) 又可分为有LTR反转录转座子和无LTR反转录转座子。自主 性反转录转座子包括内源性反转录病毒(ERV) 、LTR反转录转座子及长散在元件(LINEs)；非自主性反 转录转座子包括短散在元件(SINEs) 及修饰性反转录假基因(刘冬，2008)。
赤拟谷盗 Tribolium castaneum
全基因组序列分析
银锭夜蛾 Macdunnoughia crassisigna
同源克隆
表 1 来源：王建军，等，2009。
与其他转座子相比，piggyBac 转座子在昆虫纲中分布较少，但其却能在亲缘关系较远的物种中发
挥作用。目前，利用 piggyBac 转座子已经成功获得了多种转基因昆虫(表 2)。
“睡美人”转座子的研究进展
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｓｌ ｅ ｅ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｂｅ ａ ｕ ｔ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｓ ｏ ｎ ； ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｂ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ； ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ
扬 州 大学 动物科学 与技 术学 院 ，扬州 ２ ２ ５ ０ ０ ９
摘要 ： “ 睡美人 （ Ｓ ｌ ｅ ｅ ｐ ｉ ｎ ｇＢ ｅ ａ ｕ ｔ ｙ ， Ｓ Ｂ） ” 转座 系统是 Ｔ ｃ ｌ ／ ｍａ ｉ ｒ ｎ ｅ ｒ转座 子超 家族 中的一 员， 已经失活 了一千 多万年 。
１ ９ ９ ７年 ，Ｉ ｖ ｉ ｃ ｓ等根 据积 累的 系统发 生数据 ， 利 用 生物信 息学 的方法，对 其进行 分子 重建 ， 终 于唤 醒 了其 转座 活
Ｏ Ｕ ｆ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｋ ｎ ｏ ｗｌ ｄｇ ｅ ｅ ｏ ｆ Ｓｌ ｅｐ ｉ ｎ ｇ Ｂｅ ａ ｕ ｙ， ｔ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ｎｉ ａ ｓ ｍ ｎｄ ａ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｓ ， ｎｄ ａ ｂ ｉｎ ｒ ｇ
重建的第一步是通过将两个不同来源的片段互补拼接在一起从而恢复一个完整的开放阅读框图在此过程中还要消除中间未成熟的终止子和移码突变由于的序列还有个位置上与保守区域的一致序列不符因此它还不具备转座能力
转座子介导的细菌耐药机制相关研究进展
根 据 转 座 子 同 时携 带 原 始基 因信 息 与 基 因 突变 后信 息 的特 性 ， 可利 用 每个不 同细菌 中基 因突变 株所
含转座子信息进行研究 ， 从而更加深入的获得该细菌 生理生化 以及耐药 、 致病等方面特征的认识。 １ ． ２ 转 座子 结 构 与分 类 宿主 基 因 出现转 座 移 植 时 首先进行插入动作进入其基 因序列 ， 然后使受体片段 中 的有 一段 ３ ． １ ２ ｂ ｐ的靶 序 列 Ｄ ＮＡ进 行 自我 复 制 ， 插 入 的 转座 子 存 在 于原 宿 主 的两个 靶 序 列 之 间 。虽 然 每个转座子 的靶序列长度各不相 同， 但对每个单独的 转座 子来 说 ， 它所 复 制 的靶序 列结 构 都是 一样 的 ］ ， 如 Ｔ ｎ ３ 两 端 总有 ５ ｂ ｐ 的靶 序列 ， 而１ ５ １ 两翼 总有 ９ 个碱 基 ຫໍສະໝຸດ ［ 文献 标识 码 ］ Ａ
Ｄｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ７ １ ９ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ３ ３
在感染性疾病的临床治疗 中， 因细菌耐药性而使
治疗 难度 越 发严 重 ， 例如 临床 感染 治疗 中最 常检测 到 的 致 病 菌 大肠 埃 希 菌 （ Ｅ ． ｃ ｏ ｌ ｉ ）ｎ ， 因对 其 大 量 广 泛 的 使用 抗 菌药 物 ， 而导 致耐 药菌 株 中 同时携 带 头孢菌 素
越 多 类 似 的 ＤＮ Ａ序列 被 发 现 。跳 跃 基 因也 称 转 座
因子或转座子 （ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｓ ｏ ｎ ， Ｔ ｎ ） ， 它 是 指 基 因组 中从
植物反转录转座子的研究进展
２ １ ２ （ ）４ ４ ０２，４ ６ ：２— ６
Ａ ｔ ｒ ｕｔｒｅＪａ ｇ ｉ ｃａＡｇｉ ｌ ａ ｉｎ ｘ ｃ ｕ
植物 反转 录 转座 子 的研 究进 展
徐 玲 ， 静 刘 林 李成云 杨 ， ，
（． １ 云南农业大学 农业生物多样性与病虫害控制教育部重点实验室 ， 云南 昆明 ６８０ ；． 山学院 ， ７ ００ ２保 云南 保山 ６５０ ） ６ ００
中图分 类号 ： ９３ 文献标识码 ： 文章编号 ： ０ ８８ （０２ ０ ０４ ０ Ｑ４ Ａ １ １— ５ １ ２ １ ）６— ０２— ５ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｓ ｎ ｌ ｔｏ —ｔａ ｓ ｏ ｏ ｓ ｏ ｌ ｎ ｓ ｓ ａ ｃ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｒ ｒ ｎ ｐ ｓ ｎ ｆ Ｐ ａ ｔ
ＸＵ Ｌ ｎ ，Ｙ ｉｇ ＡＮＧ Ｊｎ 。 Ｉ Ｌ ｎ ，Ｌ ｈ ｎ ｉ ｇ ，Ｌ Ｕ ｉ Ｉ Ｃ ｅ ｇ—ｙ ｎ ’ ｕ
（ ．Ｋ ｙＬｂｒｔ ｙ ｏ ｇｉ ｌ ｒｌ ｉ ｄｖｒｉ ｎ ｉ ａｅａｄＩｓｃ Ｐ ｓＣ ｎｒｌ ｆ ｎｓｙｏ ｄ ｃｔ ｎ Ｙ ｎ ａ ｇｉ － １ ｅ ａｏａｏ ｒ ｒ ｕｔ ａ ｂ ｒ ｆ Ａ ｃ ｕ ｏ— ｉｅ ｔ ａｄＤｓ ｓ ｅｔ ｅｔ ｏｔ ｉｒ ｆ ｕａｏ ， ｕ ｎ Ａ ｒ ｕ ｓｙ ｅ ｎ ｎ ｏ ｏ Ｍｉ ｔ Ｅ ｉ ｎ ｃ ｌ ｔｒ ｎｖｒｔ， ｕ ｍｎ ５２ １ Ｃ ｉａ ２ ａｓａ ｏｅｅ Ｂ ｏｈｎ６ ８０ ， ｈｎ ） ｕａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｋ ｎ ｉｇ６０ ０ ， ｈｎ ； ．Ｂ ｏｈｎＣ ｌ ｇ ， ａｓａ ７ ００ Ｃ ｉ ｌ ｅｉ ｌ ａ Ａ ｓ ａｔ Ｒ ｄ —ｔ ｎｐｓｎ ｒ ｅｍ ｊ ｏ ｐｎｎｓｏ ａ ｏｔ ｌ ｌ ｔ ｅｏ ｅ ， ｄｔｅ ｏ ｏｌ ａｅｖ ａ ｉ ａｔ ｎｔｅ ｂｔ ｃ： ｅ ｏ ｒ ｓ ｏｓａｅ ｈ ａ ｒｃｍ ｏｅｔ ｆ ｍ ｓ ａ ａ ｎｍ ｓ ａ ｙｎｔ ｎｙｈｖ ｉ ｒ ａ ｏ ｔ ｏ ｌ ｐｎ ｇ ｌ ｎ ｈ ｔ ｍｐｃ ｏ ｌ ｈ
转座子在基因组重构中的作用机制研究
转座子在基因组重构中的作用机制研究转座子是一类能独立移动的基因序列，能够在基因组中进行重组，对基因组结构和功能具有很重要的影响。
近年来，转座子在基因组中的作用机制引起了广泛关注，其研究对于深入理解基因组重构和进化历史具有重要意义。
1. 转座子的结构和分类转座子是指一类与主体基因不同的DNA序列，能够自主移动到基因组中的其他区域。
在真核生物和原核生物中都存在转座子。
转座子的结构和分类较为多样。
传统上，转座子按照重排方式的不同，可分为DNA转座子和RNA转座子。
DNA 转座子包括线粒体和叶绿体转座子、类线性DNA转座子、T自交重复转座子、砍刀型转座子、CACTA超家族转座子、Mu超家族转座子等。
RNA转座子包括反转录转座子、非编码RNA转座子等。
2. 转座子对基因组重构的影响转座子是基因组演化的重要驱动因素之一。
通过插入、删除或重新排列基因，转座子可以改变基因的拓扑位置，影响基因表达和调控。
同时，转座子的插入可以引起基因组不平衡，促进基因重复和分裂。
这些重组事件可以导致表型的多样性，从而为生物适应环境提供了广泛的可能性。
3. 转座子的作用机制转座子的移动受到多种因素的调控，包括转座子自身的酶学机制、宿主基因组的可移动性、环境等因素。
在DNA转座子中，转座子的酶学活性主要来自于两类编码蛋白：转座酶和整合酶。
转座酶负责切割转座子的两端，然后整合酶将转座子插入到新的位置。
在RNA转座子中，反转录酶是关键的蛋白质，它能够将RNA 转录成双链DNA，再将其插入到基因组中。
除了自身的酶学机制外，转座子的移动还需要基因组中的特定序列来作为宿主底物。
有些转座子可以在基因组内部移动（内部转座子），而另外一些转座子则可以跨越物种间的界限（跨界转座子）。
4. 转座子的应用前景随着对转座子作用机制的研究的深入，越来越多的生物学家意识到，转座子在现代生物技术中的应用潜力巨大。
例如，转座子可用于遗传改良和基因治疗等领域。
传统的基因改良技术主要通过诱导体细胞的DNA突变来实现，然而这种方法存在许多缺陷，包括技术难度大、操作风险高等。
_睡美人_转座子的研究进展_谢飞
HEREDITAS (Beijing)2007年7月, 29(7): 785―792 ISSN 0253-9772 综 述收稿日期: 2006−11−06;修回日期: 2007−02−04作者简介: 谢飞（1981−）, 男, 在读硕士生, 研究方向: 动物遗传资源评价、保护与利用。
E-mail: asdxiefei@通讯作者: 宋成义（1974−）, 男, 博士, 研究方向: 动物遗传育种, 动物生物反应器研究。
E-mail: chengyilab@DOI: 10.1360/yc-007-0785“睡美人”转座子的研究进展谢飞1, 高波, 宋成义, 陈国宏扬州大学动物科学与技术学院, 扬州 225009摘要: “睡美人( Sleeping Beauty, SB) ”转座系统是Tc1/mariner 转座子超家族中的一员,已经失活了一千多万年。
1997年，Ivics 等根据积累的系统发生数据,利用生物信息学的方法, 对其进行分子重建, 终于唤醒了其转座活性。
近年来对“睡美人”转座系统的转座效率和转座机理进行的研究，已证明SB 转座子在基因筛选，转基因及基因治疗等领域具有广阔的应用前景。
文章重点论述了SB 转座子在结构及其优化、转座机制和应用等方面的进展，同时对其研究中出现的各种问题进行了总结并提出了一些解决方案。
关键词: “睡美人”转座子; 脊椎动物; 转座机制Advances in studies of Sleeping Beauty transposonXIE Fei, GAO Bo, SONG Cheng-Yi, CHEN Guo-HongCollege of Animal Science and Technology , Yangzhou University , Yangzhou 225009, ChinaAbstract : The Sleeping Beauty (SB) transposon is a Tc1/mariner family transposon that has been transpositionally inactivefor over 10 million years. The SB transposon system was awakened from inactiveTc1-like transposable elements by using molecular phylogenetic data in 1997. Recent studies on its transposition efficiency and mechanism have shown its broad applications in vertebrate animals for gene-screening, gene transfer, and human gene therapy. In this review, we summarize our current knowledge of Sleeping Beauty, such as structure, transposition mechanism and potential applications, and bring forward some means aiming at the limitations of transposon technology.Keywords: Sleeping Beauty transposon; vertebrates; transposition mechanism转座子又称可移动基因, 跳跃基因, 是一种可在基因组内插入和切离并能改变自身位置的DNA 序列。
植物基因组中的转座子研究及其应用
植物基因组中的转座子研究及其应用转座子是一个有趣而又神秘的基因组元素。
虽然它们被视为“DNA垃圾”，但它们却在進化中扮演了很重要的角色。
转座子是自适应进化的“引擎”，可以改变基因组结构、创造多种基因功能以及促进基因组重塑。
同时，他们对基因的功能输出和基因的调控也有一定的影响。
在植物学中，植物基因组中的转座子一直是一个热门的研究课题。
在这篇文章中，我们将探讨植物基因组中的转座子研究及其应用。
一、什么是转座子？转座子是指一类可以在基因组中“跳跃” 的DNA序列。
与传统的基因不同，转座子不具有明确功能，不能编码或调控蛋白质的合成，也不能直接影响细胞的代谢过程。
然而，它们能够通过裂解、复制和负责他的转移，实现在基因组内的位置乱跳，并插入到新的基因组位点上。
这种行为对于染色体的稳定性和连续性产生很大的影响，也能够在基因组重塑时起到很重要的作用。
转座子由于其具有特殊的靶向和剪切机制，所以是几亿年来基因组重构的主要参与者之一。
与此同时，它们也是基因组进化的核心因素之一，促进了基因的适应性变化、灵活性增强和多样性生成。
因此，转座子一直都是基因组学和机理生物学领域的一个重要研究对象。
二、植物基因组中的转座子在植物的基因组中，转座子构成了大约50%的重复序列。
这些转座子的类型也非常繁多，可以分为四大类，分别是选择性反转录转座子（SINEs）、长转座子（LINEs）、短转座子（SINEs）和简单的转座子（Simple Transposons，STs）。
其中，SINEs和LINEs是两种较为常见的转座子，分别占据了基因组中35%和20%的比例。
SINEs由一个短的一级结构单元（core region）和一个可变长度的非一级结构单元（variable region）组成。
它们的由逆转录酶（reverse transcriptase）驱动插入到基因组内。
与SINEs不同，LINEs是一种长序列，长度一般从1kb到6kb不等。
转座子应用的研究进展1
江西农业学报 2009,21(5):108~110Acta Agricu lt urae Ji angxi转座子应用的研究进展马艳平,刘永生*,张杰,丁耀忠,杨生海收稿日期:2009-03-09基金项目:国家自然科学基金资助项目(30700597)。
作者简介:马艳平(1984-),女,硕士,山东宁津人,主要从事病毒分子生物学和免疫学研究。
*通讯作者:刘永生。
(中国农业科学院兰州兽医研究所家畜疫病病原生物学国家重点实验室、农业部畜禽病毒学重点开放实验室、农业部兽医公共卫生重点开放实验室,甘肃兰州730046)摘 要:转座子是存在于DN A 上可自主复制和移位的基本单位,它存在于生物界的各个领域,转座子及其相关技术是后基因组时代用于研究基因组功能的生物技术。
综述了转座子的分类、转座子的转座机制以及转座子的应用与发展前景。
关键词:转座子;分类;转座机制;应用中图分类号:Q78 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2009)05-0108-03R esearch Progress i n Applica tion of T ransposonMA Yan-pi ng ,LIU Yong-s heng *,Z HANG Jie,DING Yao-z hong ,Y ANG Sheng-hai(S tate K ey Labora t ory of Veterinary Eti olo gical B i ol ogy ,Key Laboratory of An i m alV irolo gy ofM i nistry of Agr i cu lture ,Key Labo 2ra t ory ofVe teri nary Pub lic H ealth ofM i n istry of Agricu lt ure ,Lanzhou Veter i na ry R esea rch Instit u te ,Ch i nese Acade m y ofAgricult ural Sciences ,Lanzho u 730046,Ch i na)Abstra ct :Transposon is t he basic unit of se lf-rep lica ti o n and shift i n D NA ,it exists i n all fi e l ds of b i ol ogy ,transposon and its re lated technolo gy are the po werful weapons for st udyi ng the functi o n of the geno m e i n the post-geno m e era .Th i s a rtic l e revie ws t he classificatio n of transposo n ,the transposable m echanis m of trans poson ,as we ll as the appli cati on and dev e lo p m enta l prospects of trans 2poso n .K ey wor ds :Transposon ;C lassificatio n ;Transposab l e mechanis m;App lica ti o n转座子又称跳跃因子,其实质是基因组上不必借助于同源序列就可移动的DNA 片段,它们可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点。
SVA反转录转座子的研究进展
SVA反转录转座子的研究进展谈丹丹;洪道俊;吴裕臣【摘要】The SVA retrotransposon has approximately 2 700 copies in the human genome, and insertes into the genome through the pathway of the DNA-RNA-DNA retrotransposition, it changs the structure and function of the genome. SVA retrotransposon not only makes an important contribution to the human genome evolution, but also cause deseases.%SVA反转录转座子在人类基因组中的拷贝数约2 700个,可通过DNA-RNA-DNA的途径实现反转录转座,SVA插入到基因组中,从而改变基因组的结构和功能.SVA反转录转座子不仅对人类基因组的进化做出了重要贡献,还是多种疾病的重要原因.【期刊名称】《基础医学与临床》【年(卷),期】2013(033)004【总页数】4页(P496-499)【关键词】SVA;反转录转座子;选择性剪接【作者】谈丹丹;洪道俊;吴裕臣【作者单位】南昌大学第一附属医院神经内科,江西南昌330006;南昌大学第一附属医院神经内科,江西南昌330006;南昌大学第一附属医院神经内科,江西南昌330006【正文语种】中文【中图分类】R394.3反转录转座子约占人类基因组的34%，引起的人类疾病约0.27%，其中占主导的为长散置元（long interspersed element-1，L1）、Alu 序列、SVA （SINEVNRT-Alu）（short interspersed element of retroviral origin，SINE-R;variable numble of tandem repeats，VNTR;Alu-like）［1］。
植物LTR反转录转座子的研究进展
植物LTR反转录转座子的研究进展蒋爽;滕元文;宗宇;蔡丹英【摘要】反转录转座子是真核生物基因组中普遍存在的一类可移动的遗传因子,它们以RNA为媒介,在基因组中不断自我复制.在高等植物中,反转录转座子是基因组的重要成分之一.反转录转座子可以分为5大类型,其中以长末端重复(LTR)类型报道较多.LTR类型由于其首尾具有长末端重复序列,内部含有PBS、PPT、GAG和POL 开放阅读框、TSD等结构,可以采用生物信息学软件进行预测.LTR反转录转座子的活性受到自身甲基化和环境因素的影响,DNA甲基化抑制反转录转座子转座,而外界环境的刺激能够激活转座子,从而影响插入位点周边基因的表达.同时由于LTR反转录转座子在植物中普遍存在,丰富的拷贝数以及多态性为新型分子标记(RBIP、SSAP、IRAP、REMAP)的开发提供了良好的素材.该文对近年来国内外有关植物反转录转座子的类型、结构特征、LTR反转录转座子的活性及其影响因素、LTR反转录转座子的预测以及标记开发等方面的研究进展进行综述.【期刊名称】《西北植物学报》【年(卷),期】2013(033)011【总页数】7页(P2354-2360)【关键词】反转录转座子;长末端重复(LTR);预测;功能;分子标记【作者】蒋爽;滕元文;宗宇;蔡丹英【作者单位】浙江大学园艺系,农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室,杭州310058;浙江大学园艺系,农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室,杭州310058;浙江大学园艺系,农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室,杭州310058;浙江大学园艺系,农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室,杭州310058【正文语种】中文【中图分类】Q78植物基因组中含有大量可移动的遗传因子，统称为转座子［1］，其中第一大类型是反转录转座子（retrotransposons），是一类广泛存在于植物基因组中的特殊DNA序列［2－4］，植物中最初是在研究玉米突变体时发现的［5］。
探索遗传变异的奥秘博士生研究转座子的活动与影响
探索遗传变异的奥秘博士生研究转座子的活动与影响探索遗传变异的奥秘：博士生研究转座子的活动与影响遗传变异是生物进化中不可或缺的一部分，它塑造着现代生物多样性的丰富性。
其中，转座子是一类具有显著影响力的基因片段，通过移动和插入到基因组中不同的位置，进而引发遗传变异。
本文将通过介绍博士生对转座子的研究活动和对遗传变异的影响，来探索遗传变异的奥秘。
转座子是一类分子遗传元件，具有自主复制和移动的能力。
它们可以在一个基因组中的位置发生变动，甚至可以跨越物种界限。
尽管转座子一度被认为是一种“跳跃基因”，对于研究人员来说，它们展示了一种亟待解答的科学问题。
近年来，许多博士生们投身于对转座子活动的研究。
通过对转座子的特性和机制进行深入研究，他们为我们揭示了转座子对基因组的影响，并为生物进化提供了重要的理论支持。
首先，博士生们通过实验和计算分析，发现转座子活动对生物的个体发育具有重要影响。
转座子的插入可以导致基因组重组，进而影响个体的性状和表型。
例如，在果蝇研究中，转座子的插入使得某些个体具有不同颜色的眼睛，从而证明了转座子对于个体特征的遗传变异起着重要作用。
其次，博士生们还发现，转座子活动对基因组的稳定性和适应性有着潜在的影响。
转座子的插入可能导致基因组不稳定性的增加，从而引发突变和遗传疾病的发生。
然而，转座子的活动也可以帮助生物适应环境的变化。
例如，在植物中，转座子的插入可以导致基因组的多样性增加，从而使得植物在逆境下更具生存优势。
此外，博士生们发现转座子活动在基因组的进化和物种多样性形成中具有重要作用。
通过对转座子在不同物种中的分布和差异进行比较，他们揭示了转座子在物种间的水平转移和再复制的作用。
这项研究为我们解释了为什么不同物种在基因组中有着相似的转座子组成，同时也为进化生物学提供了新的理论和证据。
综上所述，博士生对转座子活动与遗传变异的影响进行深入研究，揭示了转座子在基因组内的重要作用。
转座子的活动不仅能够引发个体的遗传变异和表型特征的多样性，还对基因组的稳定性、适应性以及物种多样性的形成起到至关重要的影响。
神经系统中LINE-1转座的研究进展
神经系统中LINE-1转座的研究进展毛洋;李晓宇【摘要】长散在核重复序列1(LINE-1)属于逆转录转座子,至今仍在人类基因组中保留自主转座的活性,并在基因组中占有很高的比例,其频繁转座会引起基因组不稳定,导致严重的后果.通常宿主细胞运用多种机制对其转座进行严格控制,所以LINE-1在大多数体细胞中是无活性的,然而近年来有研究证实在神经元细胞中LINE-1可以表达并转座,插入基因组的不同位置,导致每个神经元细胞在基因水平上都是独特的.此外,LINE-1的转座可能在长期记忆等方面具有一定生理学意义,也有可能产生一些病理影响.希望本文能对全面了解LINE-1在神经系统中的情况提供一些线索.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2019(016)005【总页数】4页(P27-29,46)【关键词】LINE-1;大脑;神经系统;逆转录转座【作者】毛洋;李晓宇【作者单位】中国医学科学院&北京协和医学院医药生物技术研究所免疫生物学室,北京100050;中国医学科学院&北京协和医学院医药生物技术研究所免疫生物学室,北京100050【正文语种】中文【中图分类】R34转座子是细胞基因组的重要组成部分，约占人类基因组总量的45%，是一类能在基因组移动的DNA重复序列。
转座子按照其转座方式主要分为DNA转座子和RNA转座子两大类：DNA转座子利用自身编码的转座酶通过剪切、重新整合等过程将转座基因从基因组的一个位置转移到另一个位置，这类转座子在转座过程中不改变拷贝数，而只是改变其在基因组中的位置[1]；RNA转座子也被称为逆转录转座子，它首先转录生成RNA作为中间体，然后逆转录生成cDNA再插入新的染色体位点，因此RNA转座子在转座过程中不但保留了原有位置的转座基因，而且还能将复制的拷贝插入基因组中的新位置[2]。
在人类基因组长期的进化过程中，多数转座子都丧失了转座的能力，目前唯一具有自主转座能力的转座子是逆转录转座子长散在核重复序列1（long interspersed nuclear element-1，LINE-1，L1）[2]。
基因组转座子鉴别与注释方法研究进展
基因组转座子鉴别与注释方法研究进展靳佩;解增言;蔡应繁;舒坤贤;黄飞飞【摘要】转座子是一类可以在基因组不同位置间移动的、重复的序列,广泛存在于真核和原核生物基因组中,并对基因组的结构、功能和进化有着重要影响.转座子鉴别与注释是基因组注释工作的重要一步,相关软件可分为3类:从头算法、基于同源性的算法和联合算法,不同的软件实现方法和功能各不相同,并各有优缺点.文中对此进行了综述,并提出在今后的开发中将会出现更多结合多种算法的综合流程程序包,它们整合多种方法的优点,针对性强,可根据不同的需求来解决实际问题.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)008【总页数】4页(P3294-3296,3361)【关键词】转座子;鉴别;注释;隐马尔柯夫模型;同源性;结构特征【作者】靳佩;解增言;蔡应繁;舒坤贤;黄飞飞【作者单位】重庆邮电大学计算机科学与技术学院,重庆400065;重庆邮电大学生物信息学院,重庆400065;重庆邮电大学生物信息学院,重庆400065;重庆邮电大学生物信息学院,重庆400065;重庆邮电大学生物信息学院,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】S188转座子(transposon)又称转座因子(Transposable Element，TE)，由McClintock［1］首先发现，是一类可在基因组不同位置间移动的序列。
根据转座的机制可将其分为2类:逆转录转座子(RNA转座子)和DNA转座子［2］。
逆转录转座子由反转录酶利用RNA作为媒介，通过复制和粘贴的机制实现转座。
该类转座子只存在于真核生物中，在原核生物中迄今还未发现;DNA转座子通过剪切粘贴或复制粘贴机制实现转座，没有RNA作为媒介。
其中，逆转录转座子根据序列与分布特征又分为长末端重复(LTR)、长散在核元素(LINE)和短散在核元素(SINE)。
转座子广泛分布于真核和原核生物基因组中，是生物基因组的重要组成成分，如在人类基因组中转座子序列占45%［3］。
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
转座子在基因组稳定性中的影响研究
转座子在基因组稳定性中的影响研究转座子是一种能够在基因组内移动的DNA序列，它们能够直接或间接地影响宿主基因的表达和功能，因此对于基因组稳定性的维护具有极其重要的意义。
近年来，科学家对于转座子的研究逐渐深入，了解了一些它们在基因组中扮演的角色。
首先，转座子在基因组稳定性中最明显的影响是它们的插入和移动。
在这个过程中，它们能够对原来的基因序列进行切割和重组等操作，从而导致原始基因序列的改变和断裂。
这种改变可能导致基因的失活、失踪或异常表达等现象，进而影响宿主生物体的生长和发育。
此外，转座子的插入还可能导致染色体重排，从而产生比单一转座子更加严重的基因缺失或重复现象。
将这些不同的影响综合起来考虑，转座子的活动显然会对基因组的稳定性产生极大的威胁。
然而，在不同的宿主生物体中，转座子活动的影响并不完全相同。
最近的一些研究表明，转座子的影响还受到它们的数量、种类、位置和环境等因素的制约。
例如，一些宿主生物体中的转座子种类和数量较为稳定，它们在基因组稳定性中的影响相对较小；而在另一些宿主生物体中，转座子种类和数量很丰富，它们的影响就容易比较明显。
此外，一些研究还发现，对于同一种转座子，在不同的环境条件下其活动程度也会发生明显的变化。
例如，在应激情况下，某些转座子会表现出更为活跃的移动特性。
针对这些不同的情况，科学家们逐渐开始研究如何控制宿主基因组中的转座子活动。
一方面，科学家们可以利用现代基因技术进行转座子的定点修饰和剔除。
例如，利用CRISPR/Cas9等导向修饰技术，科学家们可以通过切割特定序列来抑制转座子的活动或定点插入转座子，而不会对其他基因序列产生任何影响。
此外，科学家们也可以利用药物或环境干预等方法来控制转座子的活动。
例如，一些研究发现，在应激条件下，利用一些特定的化合物干预可以有效地抑制一些转座子的移动特性。
综上所述，转座子的活动对于基因组稳定性的维护具有极其重要的意义。
虽然它们的作用复杂多样，但它们的活动总体上都会导致宿主基因组序列的改变和失稳。
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转座子及其相关技术的研究
摘要：转座子是一类在细菌的染色体,质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分,是基因组中一段特异的具有转位特性的独立的DNA序列，转录组的活动对生物体基因组的转录以及演变存在着严重影响，本文就转座子的基因机理及特征、转座子沉默、转座子的标签技术以及其在植物中的运用进行阐述。
转座子是存在于DNA上可自主复制和移位的基本单位。
MclCintockl’嗜次在玉米中的发现改变了人们对基因组序列稳定性的认识，打破了遗传物质在染色体上呈线性固定排列的传统理论。
目前认为，多数生物体有自发突变且有重要表型效应出现的原因源于转座子的可动性，并且可以导致宿主基因组发生从点突变到染色体重排的一系列变化，转座子在进化上为建立宿主基因特性起着重要作用。
1.转座子特征与分类
基因转座时发生的插入作用中受体分子都有一段3-12bp的靶序列DNA会自我复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。
转座子可以分为两大类：以DNA-DNA方式转座的转座子和反转录转座子。
第一类转座子可以通过DNA复制或直接切除两种方式获得可移片段,重新插入基因组DNA中。
第二类转座子又称为返座元，在结构和复制上与反转录病毒类似，它通过转录合成mRNA,再逆转录合成新的元件整合到基因组中完成转座。
2转座子相关技术
2.1转座子分离方法
有4种方法用来分离转座子:(l)转座子诱捕法，此法适用于分离具有相当高的整合和切割频率的转座子。
(2)Southern杂交法，此种方法需要有适当的探针，用于检测已知的转座子。
(3)重复DNA序列鉴定法，适用于高拷贝数的无论是否有活性的转座子。
(4)PcR扩增法，对己知序列的转座子可以设计引物直接PCR扩增。
2.2转座子标签技术
转座子标签技术是根据转座子随机插入引起突变的特性而发展起来的分离未知基因的方法。
转座子整合进入启动子或编码区，使基因突变失活并产生一种新的表型，再根据转座子上设计的已知序列标签克隆失活的基因，分离转座子和突变基因的侧翼区鉴定该基因，是定向研究基因的有效方法。
2.3转座子定点杂交技术
转座子定点杂交技术是指在一个突变体系中将所有的转座子插入靶序列，同时用DNA基因芯片绘图技术，确定不同条件下的样本全基因组之间的差别，迅速地判断其功能特征的技术。
转座子插入使基因片段断裂均匀化而利于杂交，克服了单纯使用芯片时，基因片段过大或不均匀，导致杂交困难和杂交不完全的缺点。
3.转座子技术的应用
转座子普遍存在于几乎每种生物中，应用转座子及其相关技术可以全面确定微生物基因组功能特征，也可以作为特定群体多样性的鉴别的诊断工具；转座子的插入元件与微生物分解代谢相关的基因结合可以运用于环境的生物修复；在细胞工程中，转座子可作为有力的工具和基因载体系统用于克隆转基因生物。