關于轉座子的插入突變及轉座子的應用一、轉座子的發現

轉座子（transponson,簡稱Tn）,又稱易位子，是指存在于染色體DNA上可以自主復制和位移的一段DNA序列。

轉座子可以在不同復制子之間轉移，以非正常重組方式從一個位點插入到另外一個位點，對新位點基因的結構與表達產生多種遺傳效應。第2頁,共18頁，2024年2月25日，星期天一、轉座子的發現轉座子是1951年美國玉米遺傳育種學家Mcclintock最早發現的，是針對玉米籽粒中色斑不穩定現象而提出來的。當時這是一個新概念，它突破了以往人們認為基因在染色體上的位置是固定不變的認識，所以一開始并不被大家接受，直到1967年在大腸桿菌(E．coli)的半乳糖操縱子研究中發現了這類插入序列，才得以被普遍認同。第3頁,共18頁，2024年2月25日，星期天一、轉座子的發現現在的研究說明，在生物界中轉座子是普遍存在的，并認為在生物的遺傳進化方面有重要作用。轉座子從一個位置轉座到另一個位置的轉入和切出過程，改變了原有基因的結構和排序，從而產生了突變。目前生物體中所發現的10％的突變是由于它抑制其他基因的表達而形成的。第4頁,共18頁，2024年2月25日，星期天二、轉座子的分類（一）簡單轉座子（插入序列，IS）結構特征：1、含短的末端反向重復序列（15-25bp）;2、含編碼轉座酶的基因;3、靶位點存在5-9bp的短正向重復序列。第5頁,共18頁，2024年2月25日，星期天二、轉座子的分類（二）復合轉座子結構特征：(1)中間區域含編碼轉座酶以外的標記基因；(2)兩端具有插入序列；(3)兩末端是反向重復序列；(4)靶位點存在短正向重復序列。第6頁,共18頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共18頁，2024年2月25日，星期天三、轉座子的轉座機制

據轉座子的移動機制，轉座可分為：（一）復制型轉座（二）非復制型轉座第8頁,共18頁，2024年2月25日，星期天

（一）非復制型轉座特征1、斷裂和重接反應使靶重構。2、供體保持裂缺。3、不形成共整合體。第9頁,共18頁，2024年2月25日，星期天（二）復制型轉座特征：1、轉座后原來位置上的轉座因子保持不變；2、轉座過程中有一共整合體。第10頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、轉座子的應用基因的標定構建突變體庫鑒別菌株及群體多樣性生態環境污染的生物修復轉基因生物的克隆第11頁,共18頁，2024年2月25日，星期天1、基因的標定

所要分離和克隆的基因不同，在定位和標定時所用的方法也不同。若要獲得感興趣的己知目的基因，則采用目的誘變策略，即用一個穩定遺傳的隱性純合體與一個帶有活躍轉座子的顯性純合體雜交，可以在F1代標定目的基因。第12頁,共18頁，2024年2月25日，星期天1、基因的標定

若要獲得引起新突變的未知基因，則用隨機誘變策略(非目的誘變)，即將帶有功能性轉座因子的顯性純合系植株與不帶轉座因子的同種植株雜交，產生的F1子代再自交，在F2代中就可篩選到轉座子隨機插人引起突變表型的突變株，然后選擇感興趣的新突變株進行研究。第13頁,共18頁，2024年2月25日，星期天2、構建突變體庫轉座子具有可選擇的抗性標記而容易在體內鑒定突變，經轉座子誘變的突變子含有已知的DNA片段，可以通過轉座子序列的雜交來鑒定突變基因的位置，經轉座子誘變的突變體具有高度的極性，使得被誘變的基因以及同一操縱子內的下游基因完全喪失功能。第14頁,共18頁，2024年2月25日，星期天2、構建突變體庫正因為以上轉座子的特征，轉座子才被廣泛應用于構建插入突變體庫，現已成為研究基因功能的重要手段之一。目前研究和應用得較多的有Tn10、Tn5、Tn3和Mu噬菌體。第15頁,共18頁，2024年2月25日，星期天3、鑒別菌株及群體多樣性轉座子通常限制性地分布于特定的真菌菌株或群體中，可以作為特定菌株的診斷工具，已用于絲狀真菌群體多樣性分析。在醫藥工業方面已用于有益菌株的鑒別，在植物病理學方面已用于鑒別特定的病原。第16頁,共18頁，2024年2月25日，星期天4、生態環境污染的生物修復由于基因的可變性及轉座子的遺傳調控，許多微生物能夠利用人工合成的化學物質，與微生物分解代謝相關的基因往往與插入元件相連。當環境污