第三章可移動的遺傳因子(轉(zhuǎn)座)和染色體外遺傳因子

1、第三章第三章 可移動的遺傳因子（轉(zhuǎn)座子）可移動的遺傳因子（轉(zhuǎn)座子） 和染色體外遺傳因子和染色體外遺傳因子 生化教研室生化教研室 林麗彬林麗彬主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 座座 子子第二節(jié)第二節(jié) 質(zhì)質(zhì) 粒粒第三節(jié)第三節(jié) 遺傳重組遺傳重組第一節(jié)第一節(jié) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 座座 子子l 轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子(transposons) 概念：概念：轉(zhuǎn)座子是基因組突變的主要因素之一。轉(zhuǎn)座子是基因組突變的主要因素之一。轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子（transponsn,簡稱簡稱Tn）。一、轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征一、轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征（一）原核生物轉(zhuǎn)座子的類型：（一）原核生物轉(zhuǎn)座子的類型：1、插入序列、插入序列（insertion s

2、equences，IS） 最簡單的轉(zhuǎn)座子。最簡單的轉(zhuǎn)座子。2、復(fù)合轉(zhuǎn)座子復(fù)合轉(zhuǎn)座子 類轉(zhuǎn)座子類轉(zhuǎn)座子 由由IS類轉(zhuǎn)座組件構(gòu)成的復(fù)合體。類轉(zhuǎn)座組件構(gòu)成的復(fù)合體。IRIRTransposase Gene有用基有用基因因組成：組成： 3、轉(zhuǎn)座子、轉(zhuǎn)座子A家族家族類轉(zhuǎn)座子（類轉(zhuǎn)座子（Tn A家族）家族） 攜帶轉(zhuǎn)座和耐藥等基因的獨(dú)立體家族。攜帶轉(zhuǎn)座和耐藥等基因的獨(dú)立體家族。組成：組成：兩端為兩端為ITR，而不是，而不是IS 中間編碼區(qū)含轉(zhuǎn)座酶編碼基因，及中間編碼區(qū)含轉(zhuǎn)座酶編碼基因，及 抗生素抗性和解離酶等編碼基因?？股乜剐院徒怆x酶等編碼基因。4、轉(zhuǎn)座噬菌體、轉(zhuǎn)座噬菌體類轉(zhuǎn)座子（了解）類轉(zhuǎn)座子（了解）（

3、二）真核生物轉(zhuǎn)座子的類型（二）真核生物轉(zhuǎn)座子的類型（了解）（了解）1、酵母菌中的轉(zhuǎn)座子、酵母菌中的轉(zhuǎn)座子Ty因子：因子：2、果蠅中的轉(zhuǎn)座子、果蠅中的轉(zhuǎn)座子P因子、因子、FB因子等：因子等：3、玉米中轉(zhuǎn)座子、玉米中轉(zhuǎn)座子玉米調(diào)控元件玉米調(diào)控元件4、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子逆轉(zhuǎn)錄病毒、病毒超家族逆轉(zhuǎn)錄病毒、病毒超家族 及非病毒超家族。及非病毒超家族。 二、轉(zhuǎn)座子機(jī)制二、轉(zhuǎn)座子機(jī)制+三、轉(zhuǎn)座效應(yīng)（了解）三、轉(zhuǎn)座效應(yīng)（了解）1、轉(zhuǎn)座的遺傳效應(yīng)：、轉(zhuǎn)座的遺傳效應(yīng)：轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子3、異常轉(zhuǎn)座的效應(yīng)：、異常轉(zhuǎn)座的效應(yīng)：4、對宿主細(xì)胞活力的影響：、對宿主細(xì)胞活力的影響：2、精確轉(zhuǎn)座的結(jié)構(gòu)效應(yīng)：、精確轉(zhuǎn)座的結(jié)構(gòu)效

4、應(yīng)：四、逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子四、逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子n 逆轉(zhuǎn)錄病毒與逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的區(qū)別：逆轉(zhuǎn)錄病毒與逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的區(qū)別：1、逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組與逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)、逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組與逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)（1）逆轉(zhuǎn)錄病毒：）逆轉(zhuǎn)錄病毒：（2）逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：）逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子： 逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生原病毒像溶源性噬逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生原病毒像溶源性噬菌體菌體DNA一樣，成為宿主基因組一樣，成為宿主基因組的一部分；的一部分； 細(xì)胞細(xì)胞DNA序列可能序列可能與病毒序列重組，并經(jīng)過轉(zhuǎn)座作與病毒序列重組，并經(jīng)過轉(zhuǎn)座作用插入新位點(diǎn)，改變細(xì)胞的性質(zhì)。用插入新位點(diǎn)，改變細(xì)胞的性質(zhì)。u 逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的線形病毒逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的線形病毒DNA，由

5、整合酶催化插入宿主靶位點(diǎn)由整合酶催化插入宿主靶位點(diǎn)DNA，這一整合過程與轉(zhuǎn)座子一樣。這一整合過程與轉(zhuǎn)座子一樣。3、逆轉(zhuǎn)錄病毒與轉(zhuǎn)導(dǎo)（了解）、逆轉(zhuǎn)錄病毒與轉(zhuǎn)導(dǎo)（了解）u 逆轉(zhuǎn)錄病毒可轉(zhuǎn)導(dǎo)真核細(xì)胞的序列，常被稱逆轉(zhuǎn)錄病毒可轉(zhuǎn)導(dǎo)真核細(xì)胞的序列，常被稱為為轉(zhuǎn)導(dǎo)逆轉(zhuǎn)錄病毒。轉(zhuǎn)導(dǎo)逆轉(zhuǎn)錄病毒。u 原病毒原病毒DNA整合在整合在C-onc基因附近，二者可基因附近，二者可融合在一起，轉(zhuǎn)錄后形成一條即含病毒序列又含融合在一起，轉(zhuǎn)錄后形成一條即含病毒序列又含C-onc的的RNA，后者如含包裝信號可被包裝進(jìn)，后者如含包裝信號可被包裝進(jìn)病毒顆粒中，形成含有一條融合病毒顆粒中，形成含有一條融合RNA和一條正和一條正常病毒

6、常病毒RNA的二倍體病毒顆粒。的二倍體病毒顆粒。 二者分子之間發(fā)生重組將會產(chǎn)生二者分子之間發(fā)生重組將會產(chǎn)生轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組。病毒基因組。病毒攜帶病毒攜帶V-onc，即具有轉(zhuǎn)化能力。，即具有轉(zhuǎn)化能力。LTRgagpolenvLTRVirus DNAVirus proteinLTRgagLTRV-onc Transforming Virus DNAVirus protein逆轉(zhuǎn)錄病毒和攜帶細(xì)胞基因序列病毒基因組比較逆轉(zhuǎn)錄病毒和攜帶細(xì)胞基因序列病毒基因組比較第二節(jié)第二節(jié) 質(zhì)質(zhì) 粒粒 質(zhì)粒（質(zhì)粒（plasmid）：）：質(zhì)粒（質(zhì)粒（plasmidplasmid） 質(zhì)粒復(fù)制方式：質(zhì)粒復(fù)制方式

7、： 均為半保留復(fù)制，并在復(fù)制周期內(nèi)保持環(huán)狀結(jié)構(gòu)。均為半保留復(fù)制，并在復(fù)制周期內(nèi)保持環(huán)狀結(jié)構(gòu)。質(zhì)粒復(fù)制形式多樣，包括：質(zhì)粒復(fù)制形式多樣，包括： 單向復(fù)制、雙向復(fù)制、單向與雙向并存。單向復(fù)制、雙向復(fù)制、單向與雙向并存。l 通過細(xì)菌的結(jié)合作用，通過細(xì)菌的結(jié)合作用，F(xiàn) 質(zhì)粒在不丟失本質(zhì)粒在不丟失本 身的情況下，可從一個細(xì)胞轉(zhuǎn)移到無身的情況下，可從一個細(xì)胞轉(zhuǎn)移到無F 質(zhì)質(zhì) 粒的另一個細(xì)胞中。粒的另一個細(xì)胞中。 1、 2、 3、cmr 或或 cat 1、同源重組的產(chǎn)生：、同源重組的產(chǎn)生：片段重組體和拼接重組體。片段重組體和拼接重組體。拼接重組體拼接重組體 chi位點(diǎn)：位點(diǎn)：5 -GCTGGTGG-3 目前

8、發(fā)現(xiàn)的重組目前發(fā)現(xiàn)的重組熱點(diǎn)，熱點(diǎn)，E.coli基因組中大約每基因組中大約每10Kb出現(xiàn)一個該位點(diǎn)出現(xiàn)一個該位點(diǎn).53 chi位點(diǎn)：位點(diǎn)：5-GCTGGTGG-3u Ruv C 是一種是一種。l 拆分分三步進(jìn)行：拆分分三步進(jìn)行：（四）、同源重組的主要途徑（四）、同源重組的主要途徑（1）Rec BCD 途徑：是最重要的一條途徑。途徑：是最重要的一條途徑。（2）Rec F 途徑：在途徑：在Rec BCD 途徑不能運(yùn)作途徑不能運(yùn)作 的情況下，大腸桿菌啟動該途徑。的情況下，大腸桿菌啟動該途徑。（3）Rec E 途徑：不用途徑：不用Rec BCD ，也不用，也不用Rec A。 （4）Red 途徑：為重組

9、缺陷途徑，是途徑：為重組缺陷途徑，是噬菌體噬菌體 專用途徑。專用途徑。BOB att Batt PPOP IntIHFIntXisIHFBOP POB att Latt R原噬菌體原噬菌體切除切除整合整合細(xì)菌細(xì)菌DNA噬菌體噬菌體u 噬菌體的切除需要三種蛋白：噬菌體的切除需要三種蛋白： 整合酶（整合酶（integratase，Int）：）： 整合宿主因子（整合宿主因子（IHF）：）： 切除酶（切除酶（excisionase，Xis）：）：Xis和和Int結(jié)合形結(jié)合形成復(fù)合物，作用于成復(fù)合物，作用于BOP和和POB位點(diǎn)，促進(jìn)兩者位點(diǎn)，促進(jìn)兩者之間的相互作用和重組。之間的相互作用和重組。u 整合與

10、切離的反應(yīng)如下：整合與切離的反應(yīng)如下：POP(attP) + BOB(attB)Int, IHF, XisInt, IHFBOP(attL) + POB(attR)u 酶蛋白作用的特異性：酶蛋白作用的特異性： Int、IHF只能在只能在attP （POP）上形成整合）上形成整合 體，再作用于體，再作用于attB（BOB），繼而切斷、相），繼而切斷、相 互交換重組連接?；ソ粨Q重組連接。 Int、IHF不能在不能在attL （BOP） 或或attR （POB）上形成整合體，從而決定重）上形成整合體，從而決定重 組方向。組方向。 Xis、Int、IHF只能與只能與attL （BOP）或）或attR （POB）上形成另一種整合體，重