细菌转座因子的插入机制

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原核生物转座子的转座机制

原核生物转座子的转座机制1.引言1.1 概述原核生物转座子是一类具有转座能力的DNA序列，可以在基因组中移动位置并插入到新的位置。

转座是一种重要的基因组重组机制，能够在生物进化过程中产生遗传多样性。

在原核生物中，转座事件常常发生，对于细菌和古菌的基因组结构和功能起着重要的影响。

原核生物转座子具有多样的分类，包括细菌转座子和古菌转座子等。

细菌转座子一般以IS元件和转座酶为特征，可以分为复制转座子和保守转座子。

复制转座子通过复制转座机制进行移动，而保守转座子则是通过切割转座机制进行位置的重排。

古菌转座子的分类方式较为复杂，包括Tn元素、羧甲基转移酶和嵌合子等。

原核生物转座子的转座机制基本原理是通过转座酶的介导，将转座子从原有位置切割并插入到新的位置。

转座酶是一种特殊的酶类，能够识别和切割转座子两端的特定序列，并在目标位置引起切割和粘合的重组反应。

转座子的转座机制具有高度的特异性和选择性，可以确保转座子的准确插入和稳定遗传。

原核生物转座子的重要性不容小觑。

它们在细菌和古菌的基因组重组和进化中发挥着重要的作用，能够帮助适应环境变化，增加基因组多样性。

此外，原核生物转座子还参与了一些重要的生物学过程，如抗生素抗性的传播和基因调控的调整等。

未来的研究方向包括对转座子的结构和功能的深入研究，以及对其在细菌和古菌进化中的作用机制的进一步探究。

此外，对于转座子的调控机制、应用价值等方面也需要开展更多的研究。

通过对原核生物转座子的深入了解，有望揭示更多有关基因组的演化和多样性形成的奥秘。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以从以下几个方面展开：1.2 文章结构本文旨在探讨原核生物转座子的转座机制。

为了达到这个目的，文章将分为三个主要部分，分别是引言、正文和结论。

引言部分将用来引出本文的研究背景和意义。

首先，我们将概述原核生物转座子的概念和分类，帮助读者了解转座子的基本知识。

然后，我们会详细介绍转座机制的基本原理，包括转座子的结构和作用方式等。

转座因子

转座因子
概述
转座因子（transposable element ），又叫可移动因子，它是指一段特定的DNA序列，可从原来的位置上单独复制或自动脱落下来，经环化后再插入到染色体其他位置，并对插入位置的附近基因产生各种遗传学效应。
转座因子的发现和检出
首先由美国遗传学家Barbara MeClintock在玉米中发现，并荣获1983年度诺贝尔奖。 1951年McClintock提出转（Transposition)和跳跃基因（jumping gene)的新概念 1967年Shapiro才在E.coli中发现了转座因子（transposable element ）
转座因子广泛存在于原核和真核细胞中。原核生物中的转座因子有三种类型：插入序列（insertion sequence IS) ,转座子（transposon,Tn) ,某些特殊病毒（如Mu,D108)
转座子的分类举例
插入序列（IS）最简单的转座子称为插入序列(IS) IS家族有很多成员，它们的结构相似特征：两端都有短5-9bp的正向重复序列（DR）略长15-25bp的反向重复序列（IR） 1kb左右的编码区，它仅编码和转座有关的转座酶
2 转座的机制
2.1复制性转座：特征：（1）转座后原来位置上的转座因子保持不变（2）在新的位置上的转座因子的两侧出现顺向重复序列（3）转座过程中有一共合体
转座作用的遗传效应

引起插入突变产生新的基因产生染色体畸变引起生物进化
总结
制作者：吴涛，周哲，吴鑫，柯海强
插入序列（IS）的结构和功能
转座过程

转座酶（transposase)催化插入序列（IS）的转座，它由插入序列（IS）编码首先转座酶交错切开宿主靶位点，然后IS插入，与宿主的单链末端相连接，余下的缺口由DNA聚合酶和连接酶加以填补，最终插入的IS两端形成了DR或靶重复。

转座因子介绍

• 它的两端没有粘性末端，插入某基因中就引起该基因突变。
• Mu噬菌体为一37kb的线状DNA，两端各带一小段大肠杆菌的DNA，这与该噬菌体插人大肠杆菌染色体上有关。 • 距末端不远处也有类似于IS的序列，但位置不对称。靠近一端处存在与转座有关的A、 B基因，它们分别编码70000和33000两种蛋白，在A、B与末端之间有一C区，对A、 B有负调控作用。
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
主要类型转座子
类型
细菌插入序列（IS）
结构特征
TIRs;转座酶和或拆分酶编码基因 IS组份；抗药基因 TIRs;蛋白质编码基因（有内含子）
+
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。
3 转座作用的遗传效应
• • • • 引起插入突变产生新的基因产生染色体畸变引起生物进化
2 转座因子的发现和检出
1951年McClintock提出转座（Transposition）和
跳跃基因(jumping gene)的新概念；
1967年Shapiro才在E.coli中发现了转座因子（transposable element）。
Barbara McClintock
(1902-1992)

转座子(真核).

2.非复制型转座(non replicative transposition)
根据在转座过程中有无交叉结构，而分为下面两种不同的类型。
(1)剪-贴型转座(cut-and-paste transposition)
这类转座又叫简单插入，是一种非复制型转座过程。 * 在该过程中转座酶识别转座因子的末端，在转座因子的末端进行双链切割， * 同时转座酶在受体的靶部位交错切割，然后转座子与靶部位的切口末端相连接。而且，在转座子过程中，转座因子并不与受体形成共整合体。这种类型的转座只需要转座酶。 * 很多插入序列(IS)和复合型转座子，如IS10、IS50、Tn5、 Tn10等就是以这种途径进行转座的。图12
2.转座子插入带有与突出单链末端的切口之间，二者共价连接起来， 3. 由此形成的两段靶序列单链区由 DNA 聚合酶Ⅰ或其它类似的酶填充，再由连接酶将端口连接起来。交错末端的产生和填充解释了在插入部位产生靶DNA正向重复的原因。
二、转座模型
根据转座因子在转座过程中是否有共整合体及转座因子是否有复制而分为二种类型：复制型转座和非复制型转座；又可根据转座过程的不同，而分为剪- 贴型转座、保守型转座和复制型转座等。 1.复制型转座(replicative transposition) (1) 供体分子上的转座子首先被转座酶在其两端被交错切开，使转座子的两个DNA链都带有游离的3’末端OH基。 (2) 转座酶在转座子两端进行切割的同时也对靶部位的两个链进行交错切割， (3) 供体和靶链在切口处连接，转座子的每个 DNA 链的 3’ 末端 OH 基与靶位点切割后产生的突出单链 5’ 末端磷酸基团共价连接，从而产生一种交叉结构。
•由于转座作用，使一些原来在染色体上相距甚远的基因组合到一起，构建成一个操纵子或表达单元，也可能产生一些具有新的生物学功能的基因和新的蛋白质分子。

细菌耐药的遗传机制

细菌耐药的遗传机制
一、染色体突变
染色体突变是细菌耐药性的重要遗传机制之一。

染色体上的基因发生突变，可以导致细菌对某些药物的敏感性降低或丧失，从而产生耐药性。

这些基因的突变通常是由于DNA复制过程中发生的随机错误，或者是由于某些诱变因素如紫外线、化学诱变剂等引起的。

二、质粒和转座子
质粒和转座子是细菌染色体外的遗传物质，可以在细菌间转移和传播，从而影响细菌的耐药性。

质粒携带的耐药基因可以在不同菌株间传播，使细菌获得新的耐药性。

转座子则可以通过插入或转位的方式，引起染色体基因的突变或重组，导致细菌对药物的敏感性改变。

三、细菌种间转移
细菌种间转移是指不同种类的细菌通过接合、转化、转导等方式交换遗传物质，从而获得新的耐药性基因。

这种转移方式通常发生在肠道、呼吸道等部位，其中接合是将一个细菌的DNA片段直接转移给另一个细菌的过程；转化是细菌从周围环境中吸收并利用外源DNA的过程；转导则是病毒将自身基因组转移到另一个细菌中的过程。

四、药物作用靶点的改变
药物作用靶点的改变是细菌耐药性的另一种重要机制。

某些药物在细菌体内的作用靶点是特定的蛋白质或酶，当这些蛋白质或酶发生突变时，可以降低药物对它们的抑制作用，从而使细菌对药物产生耐药性。

这种改变通常是由于细菌基因突变引起的。

五、外排泵
外排泵是一种将药物等物质从细胞内排出到细胞外的机制，可以帮助细菌对抗药物的作用。

当药物进入细菌体内时，外排泵能够将其迅速排出体外，使药物无法在细菌体内积累到足够的浓度，从而达到耐药的目的。

外排泵的基因通常存在于质粒或染色体上，可以在不同菌株间传播。

第十一章转座因子的遗传分析

Ac：激活因子
17
转座元件的结构:真核生物的转座元件 Ac-Ds系统： Ac： 4565 bp 末端反向重复序列（11 bp）自主元件转座酶基因 Ds： Ac的缺失序列，结构多样末端反向重复序列（6~13）非自主元件
18
四、转座的分子机制
转座子
复制转座机理
第一步：转座酶识别转座子
单链
质粒DNA（双链）
单链之间由于互补形成茎环结构
2、转座基因的转移不是IS序列从某一位置切离，而后插入到染色体新的位置，而是通过复制及重组过程，在新的位置插入，同时新位置的转座子两侧出现正向重复序列
IS整合到一个新的靶部位时，在插入部位两侧形成正向重复序列：
AC GATGTC G CAGAGTATG C TG CTACAG C GTC TCATAC G
含有Is的质粒经变性后形成柄环结构
当一个IS插入“靶”DNA后，其两端会出现一小段正向重复序列（约5-11个核苷酸对）。
插入位点形成正向重复序列的机制
二、转座子：
使宿主菌获得一定特性
大(2000-25000bp)，转座有关的基因,抗药性及其他基因，两端具相同或同源序列。如IR序列。
Tn3的结构模式图
2 . 外显子改组: 两个转座子被同一转座酶识别整合于染色体邻近位置,其间的外显子易被转座酶作用而转座, 造成外显子重组,产生新基因。
渗漏突变（leaky mutation):允许残留水平的基因表达的突变。
转座子
Exon 1A
Exon 3A 转座酶作用下切离 Exon Exon 1B 2A 转座
第十一章转座因子的遗传分析
学习要点： 1 名词概念:转座因子,转座基因,移动基因.渗漏突变， 2 3 4 5 移动基因的发现转座基因的特点及转座的三种机制转座的遗传效应五、转座因子的应用：

微生物的转座因子

总结：以符号
• 用“::”表示各类转座子的插入，如： gal T::IS1 , gal E::IS4 , gal OP::IS1
第二节细菌转座子的插入机制和转座模型
一、插入机制 • 靶序列DNA双链被交错切割 • 转座因子插入到切口处，两条链的各一端共价相连 • 靶序列的单链部分通过复制修补上，原来的靶序列转座后变为转座子两侧的正向重复序列，其长度与Tn种类有关，有的4bp有的9bp。
二、转座因子的遗传学效应
• 转座因子能引起许多遗传效应，主要包括：插入突变、极性效应、DNA重排(缺失、扩增和倒位)等。 1. 插入突变 • 插入结构基因，引起钝化或失活，插入位点出现新基因。如： lac + lac::Tn kmr 表型为 kmr Lac—，增加了卡那霉素抗性基因。插入的基因被破坏后，有可能出现各种各样的突变体。
• 3. DNA重排(缺失、扩增和倒位) • (1)当一个转座因子插入后由于不准确的切离带来染色体的畸变。如： hisG::Tn10 Tcr 表型His- Tcr 准确切离不准确切离
his+ Tcs
his - Tcs
• (2) 插入区域有两个或以上转座子时，有时还会出现少数核苷酸对的缺失、重复、倒位等。转座因子插入引起缺失的原因推测可能是： – 首先一个转座子以相同方向转座到含有另一相同转座子的邻近位置上，这两个正向重复的转座因子之间发生同源重组，就导致宿主染色体上两个转座子之间DNA片段的缺失。 – 同理，如果转座因子以相反方向转座到含有另一相同转座子的邻近位置上，然后发生重组，引起宿主染色体上两个转座子之间DNA片段的倒位。 – 当染色体外一个含有转座因子的DNA片段呈环型状态时，与包含相同转座因子的染色体发生同源重组，可以使染色体外的DNA片段整合到染色体上，引起染色体DNA的扩增。

转座子

TyA
NA
TyB
PR
IN
RT
TyB
RH LTR
PR
RT
RH
IN
LTR
Ty4 LTR
TyA
NA
Tபைடு நூலகம்B
PR
IN
RT
RH
LTR
TyA-TyB
Ty5 LTR
NA PR
IN
RT
RH
LTR
三、Ty因子的转座机制
反转座子：DNA RNA
四、Ty因子的转座机制 1.插入失活 2.增强效应 3.DNA重排
DNA
第五节转座因子及其遗传学效应
一、转座因子的遗传效应 1、插入突变 2、DNA重排 3、极性效应二、转座子的应用 1、随机诱变 2、定位诱变
第四节酵母中的转座子(Ty)
一、Ty因子的分子结构和转录
1.Ty因子的分子结构
Ty1 LTR
TyA(gag)
PR
TyB(pol)
IN
RT
RH LTR
Ty2 LTR
TyA
Ty3 LTR
四、转座噬菌体
1、可插入到宿主染色体的任何一个位点上 2、不是细菌基因组的正常组分，易于识别 3、可诱导产生 4、不含反向重复序列，含寄主DNA片段
五、转座子的插入机制和转座模型
1.插入机制
2.转座模型（1）剪-贴型转座
（2）保守性转座
（3）复制型转座
共整合体
第二节细菌转座因子的遗传效应和应用
特异位点间发生的整合。例如：噬菌体的整合酶识别噬菌体
DNA 和宿主染色体的特异靶位点，而后发生的选择性整合。
（二）同源重组发生在同源序列间的重组。同源

生工09微生物遗传-5-转座因子

IR
IR
IS：插入序列 TnA：复杂转座子 Tn:复合转座子
IS
IS
6.2.4 细菌转座因子的插入机制
转座子插入到一个新的部位的通常步骤是：在靶DNA上制造一个交错的切口，然后转座子与突出的单链末端相连接，并填充切口。
交错末端的产生和填充解释了在插入部位产生靶DNA正向重复的原因。链的切口之间的交错决定了正向重复的长度。
转座引起的DNA缺失
转座引起的DNA倒位
确定微生物基因组功能
应用转座子及其相关技术, 全面确定了微生物基因组功能特征, 特别是分支菌属基因组功能. 例如, 结核分支杆菌模式菌株的必需基因组及其相关功能均用此类方法得到确认
鉴别菌株及群体多样性
转座子通常限制性地分布于特定的真菌菌株或群体中, 可以作为特定菌株的诊断工具. 已用于丝状真菌群体多样性分析.

埃氏巨型球菌（Megasphaera elsdenii）是奶牛瘤胃内一种常见的革兰氏阴性乳酸发酵菌，它能发酵很多种不同的可溶性碳水化合物，利用丙烯酸途径将乳酸分解为丙酸，或者经乙酰辅酶A途径在乙酸激酶（AK）和磷酸转乙酰酶（PTA）的作用下生成乙酸[1]。奶牛在妊娠后期和泌乳初期及疾病状态下，瘤胃内发酵菌的数量和比例发生改变，使丙酸生成减少，而乙酸生成增加[2]。恢复和重建瘤胃微生物区系，不仅可增强围产期奶牛的消化功能，增加采食量，还可提高生糖先质丙酸的生成量，纠正或缓解围产期奶牛能量负平衡。
6、微生物中的转座因子
主要内容
6.1 转座子概述
6.2 细菌转座子的类型和结构
6.3 细菌转座子的遗传效应和应用
6.1 转座子概述
6.1.1 概念

hzau微生物遗传七章细菌转座因子

第七章
细菌转座因子
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. 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。
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
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
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。

转座子的插入突变及转座子的应用

NA 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。
（二）复制型转座
特征：
1、转座后原来位置上的转座因子保持不变；
2、转座过程中有一共整合体。
Tn 靶单链交错切割
转座子被切开的末端和靶被切开的末端连接交叉结构(单链转移复合
2、构建突变体库
正因为以上转座子的特征，转座子才被广泛应用于构建插入突变体库，现已成为研究基因功能的重要手段之一。目前研究和应用得较多的有Tn10、 Tn5、Tn3和Mu噬菌体。
3、鉴别菌株及群体多样性
转座子通常限制性地分布于特定的真菌菌株或群体中，可以作为特定菌株的诊断工具，已用于丝状真菌群体多样性分析。在医药工业方面已用于有益菌株的鉴别，在植物病理学方面已用于鉴别特定的病原。
转座子的插入突变及转座子的应用
主讲人:杨长友本组成员:杨菊孙青芝陈骊君陆朝军杨长友
内容提要
一、转座子的发现二、转座子的分类三、转座子的转座机制四、转座子的遗传效应五、转座子插入位点的鉴定方法六、转座子的应用
一、转座子的发现
转座子（transponson,简称Tn）, 又称易位子，是指存在于染色体DNA上可以自主复制和位移的一段DNA序列。
从 3’ 末端复制产生共合体
重组
共合体
四、转座的遗传学效应
❖ （1）插入突变失活或改变基因表达的模式。
插入突变失活是转座的最直接效应，但转座也可以通过干扰宿主基因与其调控元件之间的关系或改变DNA的结构而影响基因的表达。
四、转座的遗传学效应

转座因子

异常重组：机制不清楚。
定
义
研究简史命名方法
前言
研究简史
生物基因组的不固定性（基因的大小、数目、位置、方向等） 1951年Barbaro McClintock首次在玉米中发现可转移的控制成分 1967年在大肠杆菌中发现可转移的插入序列此后，在细菌、酵母、果蝇、动物甚至人体等基因组内发现了各种各样的转座因子 1983年Barbaro McClintock获诺贝尔奖
果蝇转座成分
P因子
P因子是真核生物中了解最清楚，应用最广泛，长3kb，31bp 的ITR，8bp的靶位点GGCCAGAC。2/3的P因子有缺陷，无功能。
真核转座子
返座子：转座机制与反转录病毒相似，遗传信息的流向从 DNA到RNA再到DNA。转移过程称返座（retroposition）（1）病毒大家族逆转录病毒(全部) 反转录转座子（如酵母的Ty、果蝇的Copia、玉米的BSI等）
转座机理转座的遗传学效应
转座意义及其在遗传学中的应用
引起基因的插入突变(包括极性突变); 产生靶序列DNA的同向重复; 介导复制子的融合; 成为调节基因活动的开关(内外源启动子); 引起基因的重排\缺失或倒位; 产生切离:精确切离与不精确切离造成同源序列的整合, 如F因子整合到染色体形成Hfr菌; 8. 果蝇的杂交不育(P因子)； 9. 鼠伤寒沙门氏菌鞭毛的相变。 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tra
res
TnpR
Amp
原核转座子
IS
Tra
Tra
ORF ORF
Tra
Tn
Tra Tra
TnA
ORF
Tra
原核转座子

五节微生物中转座因子

第五节微生物中的转座因子转座因子（transposable element，TE）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。

转座因子是20世纪40年代由Barbara McClintock在进行玉米的遗传学研究时首先发现的，她因此而荣获了1983年度的诺贝尔奖。

尔后在细菌中得到了广泛和深入的研究。

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。

一转座子的发现和分类转座因子：是基因组内一段相对独立的、可移动序列，它们不必借用噬菌体或质粒的形式就可以从基因组的一个部位直接转移到另一个部位，这个过程称为转（transposition）。

转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁，所以转座子又称跳跃基因（jumping gene）。

转座子的转座特点（1）基因组内移动；（2）不依赖于供体与受体间的序列关系；（3）一般仅移动转座子序列本身。

根据转座因子的转座机理，将转座因子分为两类：第一类是DNA转座子(DNA transposon)，其转座过程是从DNA→DNA，这类转座因子存在于原核生物和真核生物中，如细菌的转座子和插入序列；第二类是反转座子(retrotransposon)，其转座过程是以RNA为中间体，即从DNA→RNA→cDNA → DNA转座。

二、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）转座噬菌体（Mu）接合型转座子一）、插入序列插入序列也称IS因子，它是最简单的转座因子。

IS因子的长度一般为0.7-2.5 kb。

⏹最简单的转座因子，不含任何宿主基因的可转座的DNA序列（insertion sequences, IS）。

⏹IS元件是独立的结构单位，每个元件只编码为自身转座所需要的蛋白质。

细菌转座因子的插入机制

Tn5 5700bp
CamR Tn9 2638bp
IS1
IS1
（ C） IS10
TetR Tn10 9300bp IS10
2.复杂转座子（TnA转座子）
• TnA转座子广泛存在于细菌中，从不同地区不同菌种分离到的质粒都携带有TnA转座子。 • 尽管这些质粒互不相关，复制系统和转移系统都差异很大，但每个质粒都带有TnA转座子。 • TnA能转座到大多数质粒、噬菌体及革兰阴性菌的染色体上。
TnA转座子的基本特征见表
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
来源假单胞菌沙门氏菌志贺菌
5 5 5
Tn501
Tn1000 Tn551 Tn4430 Tn4451 Tn4456
插入序列的结构
两个IR之间仅含有编码转座酶（Transposnase 简称Tnp）的基因，该酶是转座所必需的，并能准确识别IS两端的序列。
转座插入的靶位点：IS插入时，在靶DNA位点产生一个39bp的正向重复序列(direct repeat sequence，DR) 。
IS插入目标DNA的靶序列（5bp）以及在IS两端的同向重复序列（蓝色阴影）
37kb
1kb
Mu DNA包装
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
插入突变、基因重排、极性效应
1.插入突变
当 IS 、 Tn 插入到一个基因时，该基因的功能受到破坏，其表型和一般突变体相同，如营养缺陷型、酶活性丧失等；另外，由于Tn总是带有抗药性基因，所以转座子插入后使该基因具有抗药性。

转座因子

转座噬菌体是一种溶菌周期和溶源性交替方式的噬菌体
Mu噬菌体
① 线形双链DNA分子，既有温和噬菌体的特性，又有转座子的特性。其DNA几乎可以插入到宿主染色体的任何一个位点，可以诱导大肠杆菌突变。
② 噬菌体DNA的多个拷贝转座到染色体DNA的许多位点上，最终由这些染色
体上的转座单位进行噬菌体包装。
段正向重复序列。不同转座子的靶序列长度不同，但特定转座子所复制的靶序列长度主靶细胞一小段（4~15bp）DNA，在IS序列两端形成正向重复区
转座起始的时候形成“a
strand transfer complex ”
在这个复合物中，转座子通过
两侧各一条单链与位点连接。
（transposase)的编码基因。
转座酶识别末端重复序列，并可交错5bp切割靶DNA，使转座子插入。 3.是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。
IR
Transposase Gene
IR
具体过程：首先转座酶交错切开宿主靶位点，然后IS插入，与宿主的单链末端相连接，余下的缺口由DNA聚合酶和连接酶加以填补，最终插入的IS两端形成了DR或靶重复。
切割-粘贴机制(cut-and-paste mechanism) 首先交错切开靶DNA，转座子插入到DNA上新的位点，转座子连接到靶的凸出单链上，最后填补空缺完成转座。转座时的插入作用有一个普遍特征：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，从而形成了一
转座产生新的基因
如果转座子上带有抗药性基因，在造成插入突变的同
时，也使该位点带上抗性
转座产生的染色体畸变
往往导致转座子两个拷贝之间的同源重组，一起DNA 缺失或倒位。

转座因子概述

1.插入序列（IS）：简单、只含转座基因，可编码特殊的酶和调节蛋白，而并不赋予细菌任何表型特征。但其插入可干扰基因的正常读码序列，导致基因失活或引起突变，两端有反向重复序列。
反向重复序列转座酶反向重复序列
IR
Transposae IR
图1 IS的典型结构
（二）转座因子
2.转座子（Tn）：比IS分子大，除转座基因外，还有抗药性基因。三类：
2、DNA重排 (缺失、扩增和倒位)
引起插入部位邻近片段的不稳定而产生缺失。以相反方向转座到邻近位置上，然后发生重组，引起染色体DNA倒位转座子之间的同源重组，可使两个不同的DNA片段连接在一起，从而引起DNA的扩增（重复）。 3、极性效应
当转座因子插入到一个操纵子的前端基因时，不仅能破坏被插入的基因，而且能大大降低远离启动子一端的基因的表达。
（二）转座因子
• 转座:DNA序列通过非同源重组的方式，从染色体某一部位转移到同一染色体上另一部位或其他染色体上某一部位，或在质粒与染色体之间转移的现象。
• 原核生物转座因子பைடு நூலகம்要有三类：（根据分子结构和遗传性质，转座因子可分为3类：）
1.插入序列（IS，insertion sequence） 2.转座子（Tn，transposon，又称转位子，易位子） 3.Mu噬菌体（即mutator phage，诱变噬菌体）
转座子扩增（重复）
Transposon mutagenesis 转座子诱变
插入
基因2被破坏，基因3和4的表达受影响
极性效应
3. 诱变噬菌体（转座噬菌体）：具有转座功能的一类可
引起突变的温和性噬菌体。 Mu噬菌体与其它温和性噬菌体的差别： Mu的基因组无论进入裂解周期或处于溶源状态均可整合到宿主染色体上，而且整合的部位是随机的，即它同时具有温和噬菌体和转座因子的双重功效。

细菌转座因子的插入机制

原核生物转座子的转座机制

转座因子

转座因子介绍

转座子(真核).

细菌耐药的遗传机制

第十一章 转座因子的遗传分析

微生物的转座因子

转座子

生工09微生物遗传-5-转座因子

hzau微生物遗传七章细菌转座因子

转座子的插入突变及转座子的应用

转座因子

五节微生物中转座因子

细菌转座因子的插入机制

转座因子

转座因子概述

第十一章转座因子的遗传分析