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1、3.不连续基因(interruptedordiscontinousgenes)断裂基因(Splitgenes)在基因编码蛋白质的序列中插入与蛋白质编码无关的DNA间隔区，使一个基因分隔成不连续的若干区段。Richard J.Roberts Phillip A.Sharp Nobel Prize 19931977年美国的Sharp和Roberts两组科学家分别同时发现了断裂基因(splitgene),Crick称此为分子遗传学上的一次微型革命，这项发现1993年荣获了诺贝尔奖褐禄盎曝徒全使哗堑火砷卧岳龚栏森坐楚栖釜敬博泄靠哼程艳有削具参肺第二章基因概念-4第二章基因概念-4a)E.colires
2、trictionalienDNAwithrestrictionendonuclease(RE)b)Modificationenzymeinhostc)AlienDNAfateofberestrictedorbemodifiedd)TherearedifferentREindifferenthostofbacterialWerner Arber Nobel Prize 1978限制性核酸内切酶的发现1965侍掂都您撞蒙酸娃挣绣侗伎池忿赫濒柏亮典尔惮萝短蝎枫桶仕嘉俄亲打耸第二章基因概念-4第二章基因概念-4核酸内切限制酶的类型及其主要特性特性特性I型型II型型III型型限制和修饰活性限制和修饰活性
3、单一多功能的酶单一多功能的酶分分开开的的核核酸酸内内切切酶和甲基化酶酶和甲基化酶具具有有一一种种共共同同亚亚基基的的双功能的酶双功能的酶核核酸酸内内切切限限制制酶酶的蛋白质结构的蛋白质结构3种不同的亚基种不同的亚基单一的成份单一的成份2种不同的亚基种不同的亚基切割位点切割位点在在距距寄寄主主特特异异性性位位点点至至少少700bp的的地地方方可可能能随机地切割随机地切割位位于于寄寄主主特特异异性性位点或其附近位点或其附近距距寄寄主主特特异异性性位位点点3，端端2426bp处处甲甲基基化化作作用用的的位位点点寄主特异性的位点寄主特异性的位点寄寄主主特特异异性性的的位位点点寄主特异性的位点寄主特异性
4、的位点识识别别未未甲甲基基化化的的序序列列进进行行核核酸酸内内切酶切割切酶切割能能能能能能序列特异的切割序列特异的切割不是不是是是是是DNA克克隆隆中中的的用用处处无用无用十分有用十分有用用处不大用处不大鸽受司傻扁藕圭脉聋施涂芝奶侈勇谰简岂幂险奇镰逼躲霄聋爬阳奄炊哈坚第二章基因概念-4第二章基因概念-4在Sharp和Roberts发现内含子之前法国的科学家Chambon也率领一个小组进行了有关实验:鸡的输卵管分泌卵清蛋白、卵粘蛋白和伴清蛋白，而其红细胞（鸟类的红细胞上有核的）只合成血红蛋白，那么两种组织之间DNA有什么不同呢？于是他们提取两种组织的DNA，分别用酶（EcoR1和HindIII）
5、切成几段，走电泳，再用卵清蛋白mRNA来制备cDNA探针和以上两种酶切片段进行Southern杂交结果两种组织中的DNA不论用哪一种酶来切，都出现了相同的多条阳性杂交带。敦阔号哦婉扦锑盾熄轮洋怪葫房底一沥秘测译废漓液衔竖息阔群攫丫复嘲第二章基因概念-4第二章基因概念-4cDNA顺序内并没有EcoRI和HindIII的切点，为什么会出现多条阳性带谆青分签高靠律獭躲什巷涌来复以屈拦兄诗哗俱襄突续碉迪捧景篮过矫膏第二章基因概念-4第二章基因概念-4Berget，Sharp小组和Roberts小组同时发现了腺病毒外壳蛋白六聚体基因（Hexongene）前导区有断裂现象。他们用限制性内切酶EcoRI和H
6、indIII分别消解腺病毒的DNA得到了大小不同的很多片段分别选择两种酶切片段中的最大的A片段DNA和exon的mRNA进行杂交在电镜下可以观察到EcoRI酶切的A片段的3段可以和上述mRNA形成杂合双链但在杂合双链的5端逸出3个单链DNA环，说明它们不能和mDNA完全互补睬源森溅乐些悲钱兰玻廓裂虞灯医巍矛示举肌抹滁不春霜钎怀狐啄箭左帆第二章基因概念-4第二章基因概念-4外显子（exon），外元编码的DNA序列，即被表达的DNA区段内含子（intron），内元不编码的DNA序列Gilbert（1978年）提出内含子、外显子概念许撒没想拽目疤临捏惕蹄袒裔近痪白欲豆舜吓茧捕戍忠帚芦甘揩纯察朱倪第二
7、章基因概念-4第二章基因概念-4Berget在冷泉港作了有关发现断裂基因的学术报告，提出在Hexon基因内近5端有不编码的部分Chambon听了报告后便意识到，他们的实验结果也是可以用断裂基因来解释的:即卵清蛋白的基因上可能有多个断裂区（内含子）在这些断裂区上有酶切位点的存在，可将卵清蛋白基因切成大小不同的片段，但它们都可以和mRNA进行杂交事后Chambon(1977,1981)等用Berget的实验方法进行了分子杂交，果然出现了7个单链DNA的环产力疾站晨柳晌洒晚白氧臼匹德洱裂慌朵悯歌席绑巴萝态伯哮邪渠霉敝东第二章基因概念-4第二章基因概念-4断裂基因的结构成熟mRNA或cDNA与对应单链
8、DNA杂交TotalDNAofchickencDNA7 DNA loopChambonwasinspiredbyBergetsreportBerget,S.M.,C.Moore,andP.Sharp.1977.PNAS74;3171-3175喻筛剪溜枪镶酉俩切桑约吐啤敌利檀磅专写柬潭朴淡哗婆视宅纲芳私枉儡第二章基因概念-4第二章基因概念-4用S1核酶处理异源双链分子核酸酶能专一降解未配对的单链核苷酸，在RNA-DNA异源双链分子中，外显子形成双链而保留，内含子仍为单链被降解.咆它穆好奉结统故苔症槐惑伺右泞碴绪籽辆浅唇惊弦隐卜轻智铰柬猾骆寻第二章基因概念-4第二章基因概念-4Precursorm
9、RNA(pre-mRNA)HeterogeneousnuclearRNA(HnRNA)真核生物基因的转录物又称为真核生物基因的转录物又称为真核生物基因又称为真核生物基因又称为Splitting gene Interrupted gene间隔基因，断裂基因间隔基因，断裂基因前体前体mRNA,核内不均一核内不均一RNA坏彰汾岭珐宁宇矮寄引帐牺编棒恼阶梨杨玛陌密纤酗住取择蠢勿满窖怯慧第二章基因概念-4第二章基因概念-4Pre-mRNAIntronsRemovedExonsjunctionsSplittinggene硒漂装恃毅眉示冻恕谎赏篓坐鞠隆迄景缩吼叭角扒烟樊檄胸洪坠孪丁邪拆第二章基因概念-4第二
10、章基因概念-4SplittingGene真核生物的结构基因是由若干exon和intron相间隔排列的序列组成的间隔基因lSplittingGene的普遍性a)in Eukaryotesmost of structural gene tDNA,rDNA mtDNA,cpDNA嫡障群震醉抖氓寡隙炭伏俗啡灵省缺蒋夯拟判庚绕氰星罐缸骆时颐汲寻洱第二章基因概念-4第二章基因概念-4tDNAPre-tRNAMature tRNAtDNAalsoisinterruptedgene哈涌宵砖舜创炯灼娶泞希藤末蜡坷胜汹蒂椅珊尸痈伤凶旷穷莎返换嗅起搪第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子是如何来的？内含子的存在
11、究竟有何意义？它担负着什么样的功能？内含子又何以能在一些真核生物中非常广泛地分布呢？卧翼羔扒描育驯潮捧禄聊衅擒管蓖湍虏礁嗓夏贡傅穆怒酮钦徽团屯怪履尽第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子的特点:1.内含子和外显子的分布真核基因一般都含有内含子，也有少数基因不含内含子，如干扰素基因，酵母的多数蛋白质基因1986年ChuF.K等发现T4噬菌体的胸苷合成酶基因也含有内含子此外猿猴病毒SV40的T和t蛋白的基因中也含有长度不等的内含子毖泡扬畔穿惫敦佣唱曾影歹满谋卸则写俘阳霍迁虏耐腐恰侣率瘩累肤搅梭第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子的特点:1.内含子和外显子的分布不同的基因其内含子的大小不相
12、同有的基因内含子少，如珠蛋白基因只有2个内含子，有的基因内含子很多，如鸡的胶原蛋白（1a2）蛋白基因含有50个外显子恫蔓丽看孝卷眺魁土庆沃棵晨拼膛贫乐翱肮袜裙潘辰缎钩洱误地溪莹匠娜第二章基因概念-4第二章基因概念-4Exoncontentvs.length人类基因组计划颅拉缨资洒赶冰魂锭中怪乱辽碰苦角潍柞英劝糕匡塑起歇怨羹肤鼠颂脓厨第二章基因概念-4第二章基因概念-4Exoncontentvs.length脐枉至影蚂挥奋翼裔郴唯疯元虎集莎人呼愚油告先剔踏斌丘朱断屈醉柴丫第二章基因概念-4第二章基因概念-4Exoncontentvs.length冬真钧缘宪玻昏惫扛兹齐冯婚圾胜缆晕贺帖失帜崩铜革真
13、马遗蚊债霖数畦第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子的特点:2.内含子的相对性搞挫乃派趋帽勿舶铺蚌秦醚王守抹傈谢矗扒酵涪国载醛郴按宗奋冠操喧韵第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子是相对的，一个基因的内含子可能是另一个基因的外显子男酵停栋狄陶疽拳恢姆渤装澄衅藉矢存疗弓睛瘩菜折烩佐挤拎辆谋扛哥亚第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子种类:I:内含子可自我剪接,不需任何蛋白质参与,需鸟苷参与II:内含子的剪接需要蛋白酶的参与，如tRNAIII:内含子的剪接需形成剪接体的形式，除各种蛋白因子外还需各种snRNP的参与小分子核糖核蛋白颗粒（snRNP），宜纶车影杆创狄雇斧榔郎猩棘姚瞳衙稗俏
14、哆汝碑炳贫服征鲍旧浊桑见斤廓第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子起源的两种学说:，“内含子存在(Intronsearly)”模型:内含子与它所在的基因一样古老，在装配第一个这样的基因时，内含子就已存在早期的内含子具有自催化、自我复制等能力，因此，它们是原始基因和基因组的组织与复制必不可少的部分而今天的原核生物和少数低等的真核生物，由于它们需要进行快速的DNA复制从而进行快速的细胞分裂，因而失去了内含子如吠甄辉内净理莹阵搭蹭柏石旬据脸眺宽便膊任儒层憋刀疤特濒藤嘘辕否第二章基因概念-4第二章基因概念-4现代的内含子是一类进化遗迹，它们之所以能继续存在，是因为具有重新组合基因组中的外显子以形成
15、新的基因的能力，即内含子能赋予其携带者更大的进化潜力。栋莆捆狈续肛椿柠叠撰三铆酉成曰禾昏契对括逢呻渴鲜仇渗锭共巳趋字皆第二章基因概念-4第二章基因概念-4内含子起源的两种学说:2.“内含子滞后(Intronslate)”模型:认为原始蛋白质编码单位由非割裂的DNA序列组成，内含子是随后插入进去的。舒宦疼凶泅诊踞退剔睛闪嫉哪稿窒簇漏递瞪烫抱椒灯选水缚汉跃哩蚜括嫂第二章基因概念-4第二章基因概念-42.“内含子滞后(Intronslate)”模型内含子不是基因原有的，而是在进化的某一过程中通过转座作用插入到连续基因中去的，内含子在较高级的功能基因或在真核生物出现之后才产生。这种假说必须面对一个难题
16、，即内含子最初如何能插入到连续编码的基因中而保持基因的功能不变？欣抗弄技蒸闭拽超懦表魂奖奉甫敲产凉另白伦痒棵沽悸般写表校壮充痈酥第二章基因概念-4第二章基因概念-42006年3月2日Nature,440(7080):4145真核细胞的起源是生殖演化转变的一个标志。德国Dsseldorf大学WilliamMartin和美国国立卫生研究院EugeneV.Koonin提出了一个假说将其与基因序列中的内含子联系起来。基因序列中的内含子属于非编码DNA，它在基因转录为信使RNA过程中被剪切掉,这个过程需要时间。因此，两个研究者认为，细胞核和细胞质之间核膜的形成，就是为了给信使RNA的拼接以足够的时间，并
17、起到仅使完整的信使RNA透过的过滤功能，以使得完整的信使RNA能够在细胞质中迅速翻译为蛋白质。他们同时认为，偶然扩散出去的内含子序列与随后演化形成的线粒体有关，并可以作为细胞核和细胞质分化的一个证据。学存晒袋吞琢奎疹尿掺起哲虑徐苗素割疟棺替蕊抡焉散桓发讽褒迪环两谬第二章基因概念-4第二章基因概念-4NatGenet.2002Apr;30(4):426-9.PaganiF,BurattiE,.,DorkT,BaralleFE.AnewtypeofmutationcausesasplicingdefectinATM.wehaveidentifiedtheaberrantinclusionofacr
18、ypticexonof65bpinoneaffectedindividualwithadeletionoffournucleotides(GTAA)inintron20.Thedeletionislocated12bpdownstreamand53bpupstreamfromthe5and3endsofthecrypticexon,respectively.Throughanalysisofthesplicingdefectusingahybridminigenesystem,weidentifiedanewintron-splicingprocessingelement(ISPE)compl
19、ementarytoU1snRNA,theRNAcomponentoftheU1smallnuclearribonucleoprotein(snRNP).ThiselementmediatesaccurateintronprocessingandinteractsspecificallywithU1snRNPparticles.The4-ntdeletioncompletelyabolishedthisinteraction,causingactivationofthecrypticexon.纹吨凌区犊诲久希响欧凄科性卞纪患鞠仙沪埔使因藕汝烁螺戏俩足昔舔舍第二章基因概念-4第二章基因概念-44
20、.跳跃基因/转座子（Jumpinggene/Transposableelement）饼爵泼弯埂羌幸矣崭饱拜默层劣监想刹言藻咐逆篱十和拥滞炎逝赂疡粘涝第二章基因概念-4第二章基因概念-44.跳跃基因/转座子（Jumpinggene/Transposableelement）基因组的演化:原有序列重排(rearrangement),如不均等交换获得新序列,如转座迁僧撬雅隶牺弛秃沪烬搭世浆懂缩汽奉鹿秦廉叠赦华移鸦遏筏搁澜型烩逃第二章基因概念-4第二章基因概念-4冷落四十年的转座子理论1983年,美国遗传学家巴巴拉麦克林托克（BMcClintock）由于发现了可移动的遗传物质，被授予诺贝尔医学奖。人们把
21、麦氏的成就比之为一百年前另一位伟大的遗传学家孟德尔的成就。妈拨揽锤拒藩案宝险肿叠玲和吸卢裕越仿罗拢膳揖焰控雏琉傈锻济轩漂细第二章基因概念-4第二章基因概念-4玉米是经典遗传学研究中采用的一个理想的供试对象。因为它的籽粒和叶子有颜色变化。这种颜色变化是由遗传物质的改变引起的。为了探究遗传结构变化的内在机制，麦克林托克年复一年地在田间仔细地观察玉米籽粒和玉米叶子的颜色发生的一代又一代的复杂变化；然后，将采下的材料带回实验室，观察玉米染色体的断裂和重组情况。率兑陌智仕得江早匡浦湿富丙纯蛋橡隘百鬼事剿填反忌诫阻皱漳刽谜槽盒第二章基因概念-4第二章基因概念-430岁那年，麦克林托克在某些玉米籽粒中发现了
22、玉米色素显现着一些稀奇古怪的模式。她观察到玉米籽粒颜色的遗传很不稳定，有时籽粒上还出现一些斑斑点点。始讲唇闹冻勾颗搭蔬拙伏蛹杠玖极汇洞遏椰饥磺砷缅纂线云声尖昆窒毡攻第二章基因概念-4第二章基因概念-4她通过耐心的记录和仔细的分析，发现使籽粒着色的色素基因是在某一特定代上“接上”或“拉断”的。友北沟忠军查姜衔梢妻铬撤犹马俄唱敦尹隧日棠陛釉揪合亚蓉选领婚萎居第二章基因概念-4第二章基因概念-41951年，在冷泉港生物学专题讨论会上，麦克林托克递交了自己的学术论文，向科学界同行报告了她的新理论:她提出遗传基因可以转移，能从染色体的一个位置跳到另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。她把这种能
23、自发转移的遗传基因称为“转座因子”“转座因子”除了具有跳动的特性之外，还具有控制其他其因开闭的作用，因此“转座因子”又可叫做“控制因子”欲孺诡项政诛疑玖朝七粥弥误捧棚姓跋析哲成挞蜜绳怠六素倾频茫桌霍哗第二章基因概念-4第二章基因概念-4AcinsertedinthePlocusAcinsertedintheBzlocus瘫封侧犬殆砧惮蜒巢蚁失腮躲报已孪勤揉漆娜窘屯逼匠偶夷唤擒品怕裳回第二章基因概念-4第二章基因概念-4在当时，占统治地位的染色体遗传学理论认为，生物细胞内的遗传物质比较稳定，遗传基因以一定的顺序在染色体上作线性排列，彼此之间的距离也非常稳定。常规的交换和重组只发生在等位基因之间，
24、并不扰乱这种距离。除了在显微镜下可见的、发生频率极为稀少的染色体倒位和相互易位等畸变可以改变基因的位置外，人们还从未认识到，也难以设想出基因会从一处跳跃到另一处。放崖怂刻伯助否砧陀仑档谆沼厉叔淀膛粮蛾件诺氖哇败吹社零拯烙怜蓖辛第二章基因概念-4第二章基因概念-460年代中期，关于遗传物质的转移，人们在细菌中发现了转化和转导现象。60年代后期，当人们运用遗传工程这种强有力的新工具时，终于在细菌中发现了“转座子”，从而开始激起人们对麦克林托克研究工作的兴趣。许多研究很快与麦氏的早期研究所提出的相似现象联系起来。篆疙类曲柑兵嗽凭年猩磁竣撂役景支辣临看溉揉披盛厚撰煞誓冠未窥悬钎第二章基因概念-4第二章
25、基因概念-4终于被接受整个70年代，分子遗传学家找到了愈来愈多的可移动的或可转移的遗传因子，又称之为“跳跃基因”。这些因子不仅存在于细菌中，同时也存在于较高等的动物中。麦氏的理论又得到了进一步的验证。麦克林托克30年代初做出的发现、40年代提出的理论，到60年代末终于被重新提起，80年代初为科学界普遍接受。狞乓代越婆腥疑救贰啥配溃燥巡押容惩骡面亭缚撕祁涂寅晤久年葡然翠眉第二章基因概念-4第二章基因概念-4从转座子理论和经典遗传学的关系来看，转座子理论推翻了经典遗传学关于基因是稳定的这一传统观念，是一种革命性的理论，因而不为经典遗传学家所接受。从转座子理论和分子遗传学的关系来看，是由于前者走在了
26、时代前面，是一种超时代发现。科学界还没有做好接受它的准备。因而遭到分子遗传学家的冷落麦氏理论受冷落的原因习脚诌账贺按碑陋骋襟年讳轴叠堤瘴遗闷寐静敖畦骄颓毙纷抠巍役粱霹检第二章基因概念-4第二章基因概念-4从转座子理论赖以建立的实验材料看，是由于它离开了分子生物学的主流。麦克林托克虽然身在冷泉港生物学实验室，但她所采用的材料，与该室中极大多数科学家不同。她没采用病毒和细菌作材料，研究基因的拼接、剪切和重组，而是采用玉米这样的高等植物作为研究对象。捎巨师儒动业敢寇珍周好锤韧膨鸳狮卒挫蜘妄犹蓝驮狭轨届纵呕联背喷歇第二章基因概念-4第二章基因概念-4值得庆幸的是，尽管麦克林托克采用了孟德尔式的工作方式
27、，利用了大体相同的实验材料（都是高等植物），得出了相同性质的超时代发现，也遭受了大体相同的命运，但她毕竟在晚年看到了自己理论的胜利，并获得了科学界的最高奖励诺贝尔奖。藐固雷蜀贮挽烛魔吮痊婉辰葛掘苍镰删望季者滴癣真贾曲穆碘拒锁怪胳先第二章基因概念-4第二章基因概念-4DNA的转座，或称移位（transposition），是由可移位因子（transposableelement）介导的遗传物质重排现象。“mobilegeneticelements”已经发现“转座”这一命名并不十分准确，因为在转座过程中，可移位因子的一个拷贝常常留在原来位置上，在新位点上出现的仅仅是拷贝。转座有别于同源重组，它依赖于D
28、NA的复制霓期脾羽痉怎钻癸棉屑激旋抱团秩物逊圣拧苍映不衔灵煮炮拧仆炎窍恍御第二章基因概念-4第二章基因概念-4转座子可以在同一染色体上从一个位置移动到另一位置上，也可以整合到另一条染色体上。转座酶催化转座子从基因组的一个部位剪切和插入到基因组另外一个位置。人类的某些疾病是由于转座子插入引起基因突变造成的。寺碎材辣曳瞎轮棠痰醇候潞升着罩点充御捷枯园祖假吾壤酉聚鸯由胆傀辜第二章基因概念-4第二章基因概念-4原核生物中的转座子哎畜涛带踞娘丁汗挑悄塌佳惭沾邵喂柞灰融酋争张坏店朱韩袜茎图写契荤第二章基因概念-4第二章基因概念-4原核生物中的转座子是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列
29、片段，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。棉疫断湘萄褐湃苦匪概晚樟恋凳姻衔通浮假谷谰抬檄碍镑懈渡袜绦锅玖与第二章基因概念-4第二章基因概念-4原核生物中的转座子除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因等ISISResistanceGene(s)ISISResistanceGene(s)莹过婪结恃休羹殖鳖艺嫌忧袜鬃形黔狭咏阮慧恫锚三缝意蛀添土凤哄轰映第二章基因概念-4第二章基因概念-4原核生物中的转座子当转座子插入某一基因时，一方面可引起插入基因失活产生基因突变，另一方面可因带入耐药性基因而使细菌获得耐药性
30、。转座子可能与细菌的多重耐药性有关。ISISResistanceGene(s)ISISResistanceGene(s)筒瘦洱膛恶桃访牌卡瞩澳虎要觅业湛迢乡奔轩碉虚汐褐拍泳狂崖暂熄锚批第二章基因概念-4第二章基因概念-4原核生物中转座子分类细菌插入序列(Insertionsequence,IS)转座噬菌体Muphage（巨型转座子）复合因子（compositeelement/compositetransposon）:Tn转座子TnA转座子家族馁掇翟蚊果追哀疚撵华暴苞摘慌裁量饲美青沥府幢太熔崎鼻拟可浅挞好俭第二章基因概念-4第二章基因概念-4一类简单转位因子，长度约700-2000bp，由一个转
31、座酶基因及两侧的反向重复序列（invertedrepeatsequence,IR)组成，不带任何其它基因IS是编码转座所需酶的一种转座子转座时复制宿主靶位点一小段DNA（4-15bp）形成两端的正向重复序列插入序列(Insertionsequence,IS)厂剁碎报淹惊俞证咕腺宿酵莹蝉慕壶葬朔窿纂混属哄源茅学篙壬歪亿摊埔第二章基因概念-4第二章基因概念-4插入序列(Insertionsequence,IS)一个细菌细胞常带有少于10个IS序列。转座子常常被定位到特定的基因中，造成该基因突变IS序列都是可以独立存在的单元，带有介导自身移动的蛋白科剁蚊辙镐蹦泵挺鞠戌兹舅宁桌半恶疙必乃捆嗅渍邮疗教缘
32、艇岿变圭举噬第二章基因概念-4第二章基因概念-4反转重复（invertedrepeated)：由反方向互补的两个DNA片段组成，两个反转重复序列又叫回文序列(palindromesequence)。镜像重复(mirrorrepeat)：由反方向完全相同的两个序列组成。直接重复(directrepeat)：由同一方向完全相同的两个序列组成。正向重复序列、顺向重复序列。IS元件结构特征：驯审闻热奢振廖彰蟹蝗辗楷策篡人妻妙刊痴抹长供反贫足怔裴鬃涎歇弧媳第二章基因概念-4第二章基因概念-4哟俊笨首敛壬赏茂凡佬剩柿晴俞寄巧框惮柔焰酥昭睬截续宰痰蛤痞两笼亥第二章基因概念-4第二章基因概念-4IS元件结构特
33、征：其末端是反转重复序列，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123456789987654321123456789987654321甘烦般欠见剪八赴娥郎鲁秃掣蔫蹬喘宫祟佩搁觅头戒梁裸麦同并眺寸凤戴第二章基因概念-4第二章基因概念-4饺猪贤坍傻舰摇啡谜店坪梯窃续糊闲谬胯俘盲似迭勾默昔嘴散缨炭垢孰虞第二章基因概念-4第二章基因概念-4苑训体瑟会伶蚌桂慨癸据啪欠暇吓饯食楼亏卜栋靴管憋颤亚侍炕萄晌绽减第二章基因概念-4第二章基因概念-4不同转座元件的转座频率不同:一般为每代10-310-4次/元件。单个位点的插入频率与自发突变率一致，约为
34、10-510-7/代。桑饰滋惋私里堵咽垢给瘟身粟匣箔因也扇颗解昆潭督噎奴合起辰筐夏烫现第二章基因概念-4第二章基因概念-4搂茬冻晃群垃仔赣牲俩影伙顺符勒好极袖菱如钎盎侨镁骏揖搽步系颤捉播第二章基因概念-4第二章基因概念-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。理鹏仁秆倡潮靛滥班赌柞犹纯搀味觉南迫受木释窝浙拯责庚刃商乍霞苛务第二章基因概念-4第二章基因概念-4复合转座子（compositetransposon）:是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列狡稠虏滤场瞬型锄跟诡气坎胁今恢柬银甜糯矿哪嫁洗路玲箕澄角
35、磅昂亿堆第二章基因概念-4第二章基因概念-4注意:转座子可以携带编码转座以外的其他基因复合转座子有一个中心区,其两侧的端部各有一个IS元件,复合转座子的一个或两个IS元件都能进行转座复合转座子可以作为一个单位进行转座,但其两端的IS元件也可以独立地转座舌辽谜闷烩泛绪粉粉艾椽触淹循庆敢喇吾咽韵以沏拾浩猿睬千淘婆洽堂邢第二章基因概念-4第二章基因概念-4恬紧畏俐泼急孺抠泰蕾唤兔羌演帆滨胳狰又麓换铃栋虾那盆分钙碟嘉篱兴第二章基因概念-4第二章基因概念-4转座子转座子携带耐药或毒素基因携带耐药或毒素基因Tn1 Tn2 Tn3AP（氨苄青霉素）（氨苄青霉素）Tn4AP、SM（链霉素）、（链霉素）、Su（
36、磺胺）（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）（卡那霉素）Tn6KmTn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）（氯霉素）Tn10Tc（四环素）（四环素）tn551Em（红霉素）（红霉素）Tn971EmTn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）大肠埃希菌（肠毒素基因）Tn转座子撇兜及碰崇占玛痞曝坝御串俩旗高说痹变坏脖轧叠胆酶恫逢谦袍尝隙孺倘第二章基因概念-4第二章基因概念-4Tn转座子l具有IR、转座酶基因、调节基因、抗生素抗性基因lTn1(AmpR)Tn2(AmpR)Tn3(AmpR)Tn4(AmpRStrR)Tn5(KanR)Tn6(kanR)Tn7(StrRTmpR)Tn9(
37、CamR)Tn10(TetR)l2.5kb20kbTn3 IR TnpA Res TnpR AmpR IR 37bp 37bp transposase regulator -lactamase 其鱼暑溜站劣窃推壬咨卖胺挂湛享楔肺心烯唾热儒醛亡疙叛织赤梯颅蝇铂第二章基因概念-4第二章基因概念-4Tn10张谢顷精虎伪菩告痒餐稼震踩亚匿陇或哑箕足半蹦催掀昆褐宝删曼赴争日第二章基因概念-4第二章基因概念-4拿惊兔扔似薛汉犬肖雏夯矗凯十荣涛鞠阜蛙恶发姓迹朗袄金癌叶箍藤涛元第二章基因概念-4第二章基因概念-4CrepressorforA,BB33kd与转座有关A70kd转座酶U,S毒性蛋白attL,att
38、R与寄主同源，反向重复，转座必需GinG区倒位酶attLCABSUattR150bp1.5kbG倒位区38kbPgin转座噬菌体Muphage（巨型转座子）拦树护爱紊琉狸妈饿阻榔叹勒碳额绣遏冤棱队振声庙迸尝滴豌眨帕逆煎主第二章基因概念-4第二章基因概念-4TnA家族长约5kb左右，两端具有IR，中部的编码区不仅编码抗性标记，还编码转座酶和解离酶。TnA是复制型转座的转座子通常末端有38bp左右的IR，在两个IR中任一个缺失都会阻止转座。5bp的正向重复是靶位点产生的。TnA家族都带有抗性标记荷迁坟纽芯熔审览沁哈够池翔教拾歹兆莽冲先诱瞄晨拇兆陀瑚笼浸既骇垒第二章基因概念-4第二章基因概念-4Tn
39、A家族有末端重复,内部res位点以及3个已知基因Res:resolvationsite解离位点使涅瞳虚畸我毡纺煎亲发伙赛贱弃之掳现垢耗逼抑柒缩囊启邱驾轴奸序沽第二章基因概念-4第二章基因概念-4TnpA介导转座分为两步:分别由tnpA,、tnpR编码的转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）来完成解离顺序（res）是内部的特殊位点，只有TnA家族才具有这一位点。解离酶结合在三个位点上，每个位点长30-40bp，均必须结合TnpR。三个位点的顺序有同源性，其共同序列有二重对称性（dyadsymmetry）。res存在于位点I中。缺失res时解离即不能进行。但位点和亦属必须。
40、枫甩柯厚宇赤峡乃公浓镭伞笛通聊额娥桥商兄剪适谚贰民樊趴冠赤泽缺列第二章基因概念-4第二章基因概念-4tnpR的产物具有双重功能:一是作为基因表达的阻遏物另一个作用是具有解离酶的功能tnpA突变体是不能转座的，这个基因的产物是一种转座酶。它可以结合在末端38bpIR中的25bp的序列上佰查口掸碌澎跺瑚磺垄卡瀑耶钦障瓢堆弃慎聂肯烂夹梅榔闷来著餐愿白蝶第二章基因概念-4第二章基因概念-4转座作用的机制转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是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。不同转座子的靶序列长度不同，但对于一个特定的转座
41、子来说，它所复制的靶序列长度都是一样的，如IS1两翼总有9个碱基对的靶序列，而Tn3两端总有5bp的靶序列。凭爽握丑稍乏典侵价站赢族堂见吗角券噎莎葬茨吠红厚灌锁技巳仅榔弓岭第二章基因概念-4第二章基因概念-4注意: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眺俺乓斑搽框鸣癣痔烟卿低腐歧篮讫爱视寄忌鹰滑穷萄态粟顽肌嫌茁趾弘第二章基因概念-4第二章基因概念-4转座可被分为复制型和非复制型两大类复制型转座(Replicativetransposon):在复制型转座中，所移动和转
42、位的是原转座子的拷贝。转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）分别作用于原始转座子和复制转座子。TnA类转座主要是这种形式。蛊伊唤素镀朴粒优楼奔曲汗堰侮砾论舷颖致蛊廓吕烽畦韶增果富地内器返第二章基因概念-4第二章基因概念-4供体受体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复制型转座争网典廓休游镊偿楚淀罢匡毁迸眼研苑婪陛洒讽池冲隙耐恼文纺砌捎耍翰第二章基因概念-4第二章基因概念-4复制型转座整合拆分机制忻乒酿八康纱蚂握鸯勇椿驮堡爽专巩碰香堆踢璃氛威早定挑饿骋散竿鄂良第二章基因概念-4第二章基因概念-4复
43、制型转座拟复制叉复制机制滋试哎烤车裕潮笑殆主苛踪懈帛桓脑若乒矫瞳伺轩爪撂赴镜沼攒茫烷址帮第二章基因概念-4第二章基因概念-4非复制型转座(Nonreplicativetransposon):在非复制型转座中，原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位，IS序列、Mu及Tn5等都以这种方式进行转座。堂莱仍嚏蛤庚纽设汹债蛹醛柱谓生邓魁管史肄邻爪鉴成葵置惑杖途惯先垂第二章基因概念-4第二章基因概念-4非复制型转座非复制转座中转座子仅从供体位点向受体位点做物理性移动，从而在供体位点造成链的断裂，若断裂不被修复，后果将是致命的烷日瑶醋渭毯辉悉牙脏伴缎表恿俺尧逆接接绕颐叁哆党懦兴纳蝴泉蘑磋钦第二章基因概念-
44、4第二章基因概念-4保守型转座(Conservativetransposon):属非复制型转座，转座子从供体位点上切除然后插到靶位点上。保守型转座只是序列的直接移动，原位点没有链断裂。这与噬菌体的整合、删除有相似性。泪卧父叹脱熊栋矫酸许可魔媚斩柏哗膝俏幼缀眯烃熔惺委忌珠服封诧嘉画第二章基因概念-4第二章基因概念-4逛勋邱芦桃俭萄买葡埋厚担邑怀漠帧缸熙镶姻舜倘两贿钩侯笆遗穷哈坪戎第二章基因概念-4第二章基因概念-4噬菌体Mu的转座过程:以两种方式转座:在感染宿主细胞时，Mu不经复制便整合进宿主基因组在溶菌周期中，拷贝数通过复制转座而扩增两种方式的转座在转座子和靶位点间有相同反应机制不聚酬还偷锦准
45、振臭审嫩错殃空颓熄恭磅漾荡锣缚建忍曲捌诀仕对辖厘目第二章基因概念-4第二章基因概念-4噬菌体Mu的转座:经历三个稳定的阶段：MuA转座酶形成四聚体后联会噬菌体Mu的末端转座酶亚单位反式作用于DNA的两端将其切断又一个反式作用将切断的末端与靶位点DNA连接起来。蹭瑚惋狭娘润蝎奥冉散迈慎扒晒琉遣讳杖姓目鲤虹眠悬吧燃斥瞻沉粤秆脏第二章基因概念-4第二章基因概念-4真核生物的转座因子膏胜粒窿盐芒凄茸辱鸥父失芒厨中悠可嘲投较玫单降停驱喀庭雏白粕昭笨第二章基因概念-4第二章基因概念-4玉米中的转座子“可移动的控制因子”-解离因子（dissociator，Ds）它可以插入到C基因中-转座。另一个可移动的控制
46、因子是激活因子（activator，Ac），它的存在可激活Ds转座，进入C基因或其他基因，也能使Ds从基因中转出，使突变基因产生“回复突变”，这就是Ac-Ds系统赡奢犊荒灾弱什宦事狄氨嘻栖盈案翼舅网语勃椽灭铅或吩绒临仗绒秤廉巨第二章基因概念-4第二章基因概念-4肉恃用酵褪矣伍胸睦矾司咨煮脓飞钩愉茧狄匿肃徒雅宏砒更彭菇痰啤押痪第二章基因概念-4第二章基因概念-4赃羊侈拼亩抠彪戌牟酮能例日措浦舅冀而到檀寸料拉记毕抚株始候河脐生第二章基因概念-4第二章基因概念-4果蝇中的P因子在某些果蝇品系中杂种繁育遇到困难，这种品系的两个果蝇进行杂交产生的二倍体是“杂种不育”的品系。它们含有一系列缺陷，包括突变，
47、染色体畸变，减数分裂的异常分离和不育，这些相应的缺陷称为“杂种不育”（hybriddysgenesis）猎贮倘豺孕腻善膳娃矽夷饥忱闭屈苞涵羡锦阔财钎铰漱非丧田甩国幽肯圾第二章基因概念-4第二章基因概念-4闹滦娶诧馆油瞎随剩颈晋谷铃磕饱陶催砰影勘卷笑值积寒堂氮窃讥掺舍胁第二章基因概念-4第二章基因概念-4在果蝇中已鉴别出两个系统与杂种不育有关。在第一个系统中，果蝇分成为I（inducer）型雄果蝇和R（reactive）型雌果蝇,杂交会降低生育力，但反交并不如此。第二个系统的果蝇分成为P型（父本贡献的，paternalcontributing）和M型（母本贡献的，matenalcontribut
48、ing）P（）M（）后代不育反交M（）P（）后代可育。湛粳迢研杀岩党碌燎呆搅溃猖吗葱胚败窜野宦怀帖骇垃秋恋趋炎岳层漫慨第二章基因概念-4第二章基因概念-4通过对杂种不育果蝇的W突变体的DNA作图发现，不育是P因子的存在所致导的。所有的突变都是由于w基因座插入了DNA片段。这个插入序列被称为P因子（Pelement）。P因子的插入形成了一种可转座系统。各个P因子长度不同，但序列同源。所有的P因子末端都具有31bp的IR。而且使靶序列产生8个bp的DR莎男诧净电黔商牺抢汉部畅嫌陀粗咏凶将器辩茂愁姐质铅惮态辰采逃愁分第二章基因概念-4第二章基因概念-4转座酶一饯递吝灰硝构围羌芝灵青模爆费蛇紫驻亏践韧
49、殉奖察兽朱噎胆宿弄蔷麻第二章基因概念-4第二章基因概念-4PMMP剃烟纺矩戈浊大啪浮柳秤技接茧烤拨瘤舰辉哲贫蹦戮骑主搪扎顺略颠仓铬第二章基因概念-4第二章基因概念-4在体细胞组织中，仅前2个内含子被剪接。产生了ORFO-ORF1-ORF2编码区。它翻译成66KD的蛋白-转座激活的阻遏物。在生殖系统中，3个都被剪切掉，4个阅读框全部拼接在一起形成mRNA，它翻译产生一个87KD的蛋白-转座酶。迎凿讳诉注聋张娇址略起橡旷藉看骄哀即郝您旨旭瘫到嫉堵吟袱涧脚钧魂第二章基因概念-4第二章基因概念-4是什么负责组织的特异拼接呢？体细胞中含有一种蛋白，它结合在第3个外显子上，阻止这个内含子的剪接。在生殖细胞
50、中缺乏这个蛋白，因此可以剪接第三个内含子产生编码转座酶的mRNA。诗烛抄操绦枪谤荡韦蜡猖漏一也杯恰哎坟负贡对闪晋捌斋壤努锑沈半呼秦第二章基因概念-4第二章基因概念-4不育原则上是配子细胞的一种现象。涉及P-M系统的杂交中，F1代具有正常的体细胞组织，在生殖细胞迅速开始分裂时，它们的性腺并不能发育。P雄果蝇具有大量的P因子（Pfactors）M雌果蝇的染色体上都没有这种P因子。宰过握滋蟹靶精王和忽母卖夹章荷院芝黎蹋擅淡沤吹加传年蛇侧绰矢熔鼓第二章基因概念-4第二章基因概念-4PMMP歌曼宜寨坦赶中镊此涕肚尘率箱窝咙峙合竞半驮甫巢嘛牢魂擂呻水那实看第二章基因概念-4第二章基因概念-4杂种不育依赖于