转座子和转座作用的遗传学效应dps.ppt

转座子和转座作用的遗传学效应转座子和转座作用的遗传学效应主讲内容主讲内容1 1、转座子的概念、转座子的概念2 2、转座子的转座特点转座子的转座特点3 3、转座子的分类、转座子的分类4 4、转座发生的机制、转座发生的机制5 5、转座作用的遗传学效应、转座作用的遗传学效应1 1、转座子的概念、转座子的概念 转座子转座子（transposon,简称简称Tn）,又又称易位子，是指存在于染色体称易位子，是指存在于染色体DNADNA上可上可以自主复制和移位的一段以自主复制和移位的一段DNADNA序列。序列。转座子可以在不同复制子之间转移转座子可以在不同复制子之间转移，以非正常重组方式从一个位点插入到以非正常重组方式从一个位点插入到另外一个位点，对新位点基因的结构另外一个位点，对新位点基因的结构与表达产生多种遗传效应。与表达产生多种遗传效应。2 转座子的转座特点转座子的转座特点 1、基因组内移动；基因组内移动；2、不依赖于供体与受体间的序、不依赖于供体与受体间的序列关系列关系 3、一般仅移动转座子序列本身。、一般仅移动转座子序列本身。3.转座子的分类转座子的分类 1、插入序列、插入序列(insertional sequence IS)结构特征结构特征:（1）含短的末端反向重复序列）含短的末端反向重复序列;（2）含编码转座酶的基因）含编码转座酶的基因;（3）靶位点存在）靶位点存在 5-9 bp 的短正向重复序列。的短正向重复序列。插入序列的转座特点插入序列的转座特点作为一个整体进行转座。作为一个整体进行转座。2、复合转座子（、复合转座子（composite transposon）复合转座子是一类带有某些复合转座子是一类带有某些抗药性基因抗药性基因（或其他宿（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高高度同源度同源的的IS序列。序列。部分复合转座子的结构和功能部分复合转座子的结构和功能转座子转座子所携带的所携带的 基基因因总长度总长度(bp)末端末端IS序列的序列的长度长度(bp)末端末端IS序列序列的方向的方向Tn5KanR57001500反向Tn9CamR2638768正向Tn10TetR93001400反向Tn903KanR31001050反向复合转座子的结构特征复合转座子的结构特征(1)(1)中间区域含编码转座酶以外的标中间区域含编码转座酶以外的标记基因；记基因；(2)(2)两端具有插入序列；两端具有插入序列；(3)(3)两末端是反向重复序列；两末端是反向重复序列；(4)(4)靶位点存在短正向重复序列。靶位点存在短正向重复序列。复合转座子的转座特点复合转座子的转座特点可以作为一个整体进行转可以作为一个整体进行转座。座。含有的一个或两个含有的一个或两个IS元件元件也可进行单独转座。也可进行单独转座。4 转座机制转座机制 所有转座子的共同机制所有转座子的共同机制：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。据转座子的移动机制，可分为：据转座子的移动机制，可分为：复制型转座（复制型转座（replicative replicative transpositiontransposition）非复制型转座（非复制型转座（nonreplicative nonreplicative transpositiontransposition）保守型转座（保守型转座（conservative conservative transpositiontransposition）5转座引起的遗传学效应转座引起的遗传学效应转座子引发了许多遗传变异，如基因转座子引发了许多遗传变异，如基因重排及质粒重排及质粒-染色体染色体DNADNA整合等，整合等，DNADNA转转座的遗传学效应主要有以下几个方面座的遗传学效应主要有以下几个方面：（1 1）引起插入突变）引起插入突变（2 2）产生新的基因）产生新的基因（3 3）引起生物进化）引起生物进化（4 4）引起染色体畸变）引起染色体畸变转座引起插入突变转座引起插入突变 各种IS、Tn转座子都可以引起插入突变。如果插入位于某操纵子的前半部分，就可能造成极性突变，导致该操纵子后半部分结构基因表达失活。转座产生的染色体畸变 当复制性转座发生在宿主当复制性转座发生在宿主DNADNA原有位点原有位点附近时，往往导致转座子两个拷贝之附近时，往往导致转座子两个拷贝之间的同源重组，引起间的同源重组，引起DNADNA缺失或倒位。缺失或倒位。若同源重组发生在两个正向重复转座若同源重组发生在两个正向重复转座区之间，就导致宿主染色体区之间，就导致宿主染色体DNADNA缺失；缺失；若重组发生在两个反向重复转座区之若重组发生在两个反向重复转座区之间，则引起染色体间，则引起染色体DNADNA倒位。倒位。正向重复之间的互惠(Reciprocal)重组会将它们之间的序列切除，中间区域会以环状DNA 的形式被切除(从细胞中消失)；染色体仍保留正向重复的一个拷贝。两个正向重复的交互重组会把二者之间的序列删两个正向重复的交互重组会把二者之间的序列删 除掉，每个重组产物只含一个拷贝的正向重复。除掉，每个重组产物只含一个拷贝的正向重复。反向重复反向重复之间的区之间的区域被倒置；它们自域被倒置；它们自身还可进一步倒位。身还可进一步倒位。一个倒转模序的复一个倒转模序的复合转座子在基因组合转座子在基因组内是一种稳定的元内是一种稳定的元件，尽管中心区的件，尽管中心区的方向可能因重组而方向可能因重组而倒转。倒转。两个倒转重复的交互重组将会把二者之两个倒转重复的交互重组将会把二者之间的序列反向排列间的序列反向排列(但稳定存在但稳定存在)。转座产生新的基因转座产生新的基因如果转座子上带有抗药性基如果转座子上带有抗药性基因，它一方面造成靶因，它一方面造成靶DNADNA序序列上的插入突变，同时也使列上的插入突变，同时也使这个位点产生抗药性。这个位点产生抗药性。转座引起的生物进化转座引起的生物进化 由于转座作用，使原来在染色体上由于转座作用，使原来在染色体上相距甚远的基因组合到一起，构建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，可能产成一个操纵子或表达单元，可能产生新的生物学功能的基因和新的蛋生新的生物学功能的基因和新的蛋白质分子。白质分子。Thank for your attention!