第二十三章重组和转座

转座酶结合在Tn两端转座子末端被交错剪切+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供体被释放Tn连接到靶上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。图23-43Tn的两条链先后被切割，然后转座子与切开的靶位点连接。复制型转座模型解释了(1)复制性转座在转座后原来的位置上保留原有的Tn；(2)在新位置上转座子的两端出现正向重复靶序列；(3)转座过程中出现共合体。六．非复制型转座七．Tn10的转座具有多项控制1.“多拷贝抑制”（multicopyinhibition）（1）Pout比Pin强得多；(2)OUTRNA比INRNA较为稳定。(3)OUTRNA的功能是作为一种反义RNA，2.顺式优先(Cis-Preference)3dam甲基化减少转座频率把转座和复制叉的途径连系起来。转座酶Tn10IS10R宿主DNAOUTIN过量的OUT－RNA与其配对，抑制甲基化阻止转录酶和DNA结合IN－RNA的转录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第七节真核生物的转座因子一、玉米中的控制因子1938年MarcusRhoades首次发现不稳定突变等位基因（unstablemutantallele），即一种回复突变率很高的等位基因。不稳定是取决于不连锁的Dt基因的存在。McClintock。1940～1950描述了大量的控制因子A1A1dtdt双突变A1a1Dtdt自交9/163/163/161/16A1-D1-A1-dtdta1a1Dt-a1a1d1d1图23-47玉米花斑表型的遗传学解释。A1:控制色素形成Dt:控制产生斑点MarcusRhoades分析了一种墨西哥玉米的穗，此穗来自于一种籽粒有颜色的纯种自花受粉的玉米，但它在后代中表现出一种意外的双因子杂种修饰性孟德尔分离比原来的品系可能为A1A1dtdt，突变后产生A1a1Dtdt的植物，自交产生了上述比例。产生斑点的一种可能是在体细胞中产生了回复突变a1→A1,但大量的斑点需要很高频率的回复突变。Rhoades能在a1a1Dt_（花斑）特殊无性种植物的花中找到相应的花药，其花粉应携带回复突变产生色素的基因型，而他用这些花粉与a1a1的植株测交，结果有的后代完全是有颜色的。表明在亲本中每个斑点实际上是回复突变的。这样a1成为首次发现的不稳定突变等位基因（unstablemutantallele）的例子。即一种回复突变率很高的等位基因。然而这种等位基因的不稳定是取决于不连锁的Dt基因的存在。一旦回复突变的发生，它们就变得稳定了；即Dt基因能离开A1基因，这时A1表型不再改变。这样a1表型是由一个缺陷型的转座因子的插入而产生也就顺理成章了（缺陷的转座因子自己并不能移动）。Dt的缺乏使得表型保持稳定。叶片的花斑表型Phoades将基因型a1/a1;Dt/-的玉米发芽，检测它们是否带有在各组织中产生色素斑的基因CACTACCAAGAAAATTTTCTTGTAGTG1234567891011ORF1ORF2转录Spm-w-8011dSpm-7995dSpm-799dSpm-8004图23-54Spm/En有两个基因，tnpA有11个外显子转录成2500b拼接mRNA。tnpB含有6kbmRNA,含2个读框。(仿B.Lewin:《GENESⅥ,1997,Fig.18.24)二.果蝇中的P因子“杂种不育”（hybriddysgenesis）。P型（父本贡献的，paternalcontributing）M型（母本贡献的，maternalcontributing）M（♂）×P（♀）后代不育P（♂）×M（♀）后代可育。有P因子转座P品系(P♂×P♀)雄性染色体雌性染色体P细胞型阻遏物P因子P因子66KD阻遏物抑制所ORF0ORF1ORF2ORF3ORF0ORF1ORF2ORF366KP♂×M♀雄性染色体雌性染色体P细胞型P因子P因子合成转ORF0ORF1ORF2ORF3座酶87K杂种不育M♂×P♀雄性染色体雌性染色体P细胞型阻遏物无P因子P因子66KD阻遏物抑制所ORF0ORF1ORF2ORF366K有P因子转座图23-57杂种不育取决于基因组中P因子和不同类型细胞中66KD阻遏物的相互作用。(仿B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997,Fig.18.27)第八节反转录病毒和反转录子一．反转录病毒（retroviruses）(一)反转录病毒的生活史反转录子（retroposons）反转录转座子（retrotransposons）1.反转录病毒基因组的结构与功能2.反转录病毒的整合模型3.反转录病毒可转录细胞的序列二．酵母的Ty因子（transponsonyeast）艾兹病病毒艾滋病毒的基因结构vprrevrevgagviftatvputatnefLTRpolenvLTRLTR长末端重复序列gag核心蛋白，反转录酶pol蛋白酶vif感染因子vpr,vpu复制因子tat反式激活因子rev(art抗阻遏翻译基因活化,trstransregulatorofsplicing)调节因子env衣壳蛋白nef(3’orf)negativefactor抑制复制模板10-8080-100终止密码子170-1350RU5gagpolenvU3R～2000～2900～1800转录mRNA帽子--An翻译剪接，产生亚基因组RNA前体蛋白帽子--An翻译翻译加工前体蛋白核心蛋白的成分前体蛋白加工加工反转录酶内切酶蛋白水解酶病毒外壳蛋白的成分图23-60前病毒的转录，翻译和加工，产生多种蛋白。反转录病毒RNA的末端是正向重复序列。反转录病毒线型DNA的末端是LTRs,整合到宿主DNA中时，两端各丢失了2bp在反转录中通过模板转换产生负链DNARU5U3RRU5RU5U3RU3RRU5U5U3RU5正链DNA的合成需要第二次跳跃U3RU3RU3RU5U3RU5U3RU5RU5RU5U5U5U5U5U5U5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5U3RU5反转录病毒整合入宿主DNA中的分子机制，其本质是转座整合酶在LTR的3’端产生2b的缺口整合酶在靶DNA上进行交错切割5’3’5’3’3’5’3’5’3’3’整合酶将LTR缺口的3’端和靶DNA交错切口的5’端连接起图23-64整合酶催化反转录病毒的DNA整合到宿主的基因组中。缺陷型病毒RU5gagv-oncU3R翻译助病毒RU5gagpolenvU3R翻译助病毒的蛋白能使缺陷型图23-65助病毒的产物可供缺陷型病毒复制(仿B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997,Fig.19.9)前病毒c-onc基因前病毒LTRgagpolenvLTR外显子内含子外显子LTRgagpolenvLTR外显子转录剪接转录包装到病毒中RNA重组图23-66复制-缺陷病毒产生的途径。Ty因子与反转录病毒有4点相似（1）看作是一个由U3-R-U5组成的LTR（2）转座是由Ty因子内的基因控制的。(3)虽然Ty因子不产生感染颗粒，但在经诱导发生转座的细胞中存在着Ty病毒样颗粒（VLPs,Virus-likeparticles）(4)仅有某些Ty因子在任何酵母基因组中都有活性；大部分没有转座能力，此和惰性的内源性前病毒相似。δTyATyBδ5.7kbRNA5.0kbRNATyA蛋白移码TyA-B蛋白图23-68Ty因子末端有短的顺向重复顺序，Ty转录两个重叠的RNAs。它们含有两个阅读框，相当于反转录病毒的gag和pol基因三．果蝇中的反转录子copia反转录子FB家族P因子四．两类反转录子病毒超家族（virasuperfamivly）非病毒超家族（nonviralsuberfamily）。表23-7反转录子分为病毒超家族和非病毒超家族病毒超家族非病毒超家族Ty(酵母)SINESB1/Alu(哺乳动物)Copia(果蝇)PolⅢ转录的加工假基因共同类型LINESL1(哺乳动物)末端长末端重复序列无末端重复序列靶重复序列4～6bp7～12bp阅读框反转录酶和/或整合酶无（不编码和转座有关的蛋白）组成可含内含子(在亚基因组mRNA中被切除)无内含子B．Lewin:《GENES》Ⅵ.1997,Table19.1DR5146bpDRCopia20-60拷贝IR500－5000bpFB长的IR～2900bpP短的IR0或～50拷贝图23-71黑腹果蝇中的3种转座因子具有不同的结构(仿B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997,Fig.19.14)LTRLTR反转录病毒gagpolintenvδgagintpolδTyTyATyBLTRgagintpolLTRCopiaORFpolL1ORF1ORF2图23-72病毒家族的反转录子末端有重复顺序内部有开放读框无LTR的反转录转座子通过切开靶位点双链，提供了引物末端。反转录转座子作为模板合成cDNA假基因可能由RNA反转录成DNA双链，再整合到基因组中