可移動(dòng)的遺傳因子轉(zhuǎn)座和染色體外遺傳因子ppt課件

1、第三章第三章 可挪動(dòng)的遺傳因子轉(zhuǎn)座子可挪動(dòng)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要素之一。轉(zhuǎn)座子是基因組突變的主要要素之一。轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子transponsn,簡稱簡稱Tn是原核生物是原核生物和真核和真核生物基因組中存在著可從一個(gè)染色體位點(diǎn)轉(zhuǎn)生物基因組中存在著可從一個(gè)染色體位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一位點(diǎn)的一些移到另一位點(diǎn)的一些DNA序列。這些序列。這

2、些DNA序序列可以經(jīng)過切割、重新整合等一系列過程從列可以經(jīng)過切割、重新整合等一系列過程從基因組的一個(gè)位置基因組的一個(gè)位置“騰躍到另一個(gè)位置。故騰躍到另一個(gè)位置。故又稱騰躍基因。又稱騰躍基因。 一、轉(zhuǎn)座子的分類和構(gòu)造特征一、轉(zhuǎn)座子的分類和構(gòu)造特征一原核生物轉(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 sequences，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)成的類轉(zhuǎn)座組件構(gòu)成的復(fù)合體。復(fù)合體。IRIRTransposase Gene有用基有用基因因組成：兩端為組成：兩端為IS序列或類序列或類IS序

3、列序列 中間編碼抗生素物質(zhì)中間編碼抗生素物質(zhì)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)立體家攜帶轉(zhuǎn)座和耐藥等基因的獨(dú)立體家族。族。組成：兩端為組成：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)座子了解二真核生物轉(zhuǎn)座子的類型了解二真核生物轉(zhuǎn)座子的類型了解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

4、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、病毒超逆轉(zhuǎn)錄病毒、病毒超家族家族 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、準(zhǔn)確轉(zhuǎn)座的構(gòu)造效應(yīng)：、準(zhǔn)確轉(zhuǎn)座的構(gòu)造效應(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)座子構(gòu)造、逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組與逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子構(gòu)造1逆轉(zhuǎn)錄病毒：逆轉(zhuǎn)錄病

5、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序列能夠序列能夠與病毒序列重組，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)，改動(dòng)細(xì)胞的性質(zhì)。用插入新位點(diǎn)，改動(dòng)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

6、u為轉(zhuǎn)導(dǎo)逆轉(zhuǎn)錄病毒。為轉(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u交融在一同，轉(zhuǎn)錄后構(gòu)成一條即含病毒序列又交融在一同，轉(zhuǎn)錄后構(gòu)成一條即含病毒序列又含含uC-onc的的RNA，后者如含包裝信號(hào)可被包裝進(jìn)，后者如含包裝信號(hào)可被包裝進(jìn)u病毒顆粒中，構(gòu)成含有一條交融病毒顆粒中，構(gòu)成含有一條交融RNA和一條正和一條正u常病毒常病毒RNA的二倍體病毒顆粒。的二倍體病毒顆粒。u 二者分子之間發(fā)生重組將會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)錄二者分子之間發(fā)生重組將會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)錄u病毒基因組。病毒攜帶病毒基因組。病毒攜帶V-onc，即具有轉(zhuǎn)化才干。，即具有轉(zhuǎn)化才干。LTRgagpol

7、envLTRVirus 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：為多數(shù)細(xì)菌和某些真核細(xì)胞染色：為多數(shù)細(xì)菌和某些真核細(xì)胞染色體外的環(huán)狀雙鏈體外的環(huán)狀雙鏈DNA分子分子 。質(zhì)粒質(zhì)粒plasmidplasmid質(zhì)粒復(fù)制方式：質(zhì)粒復(fù)制方式： 均為半保管復(fù)制，并在復(fù)制周期內(nèi)堅(jiān)持環(huán)狀構(gòu)造。均為半保管復(fù)制，并在復(fù)制周期內(nèi)堅(jiān)持環(huán)狀構(gòu)造。質(zhì)粒復(fù)制方式多樣，包括：質(zhì)粒復(fù)制方式多樣，包括： 單

8、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 經(jīng)過細(xì)菌的結(jié)協(xié)作用，經(jīng)過細(xì)菌的結(jié)協(xié)作用，F(xiàn) 質(zhì)粒在不喪失本質(zhì)粒在不喪失本l 身的情況下，可從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到無身的情況下，可從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到無F 質(zhì)質(zhì)l 粒的另一個(gè)細(xì)胞中。粒的另一個(gè)細(xì)胞中。 1、氨芐青霉素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因 ampr 2、四環(huán)素抗性基因、四環(huán)素抗性基因 tetr 3、氯霉素抗性基因、氯霉素抗性基因cmr 或或 cat 根據(jù)對DNA序列和所需蛋白質(zhì)因子的要求1、同源重組的產(chǎn)生：、同源重組的產(chǎn)生：拼接重組體拼接重組體 chi位點(diǎn)：位點(diǎn)：5-GCTGGTGG-3目前發(fā)現(xiàn)的重組目前發(fā)現(xiàn)的重組熱點(diǎn)，熱點(diǎn)，

9、E.coli基因組中大約每基因組中大約每10Kb出現(xiàn)一個(gè)該位點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)該位點(diǎn).53 chi位點(diǎn)：5-GCTGGTGG-3u Ruv C 是一種核酸內(nèi)切酶是一種核酸內(nèi)切酶-專注性識(shí)別專注性識(shí)別Hollidayu 構(gòu)造的銜接點(diǎn)。構(gòu)造的銜接點(diǎn)。l 拆分分三步進(jìn)展：拆分分三步進(jìn)展：四、同源重組的主要途徑四、同源重組的主要途徑1Rec BCD 途徑：是最重要的一條途徑。途徑：是最重要的一條途徑。2Rec 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(dòng)該途徑。的情況下，大腸桿菌啟動(dòng)該途徑。3Rec E 途徑：不用途徑：不用Rec BCD ，也不用，也不用Rec A。

10、4Red 途徑：為重組缺陷途徑，是途徑：為重組缺陷途徑，是噬菌體噬菌體 公用途徑。公用途徑。BOBatt Batt PPOPIntIHFIntXisIHFBOPPOBatt 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 噬菌體的切除需求三種蛋白：噬菌體的切除需求三種蛋白：u 整合酶整合酶integratase，Int：u 整合宿主因子整合宿主因子IHF：u 切除酶切除酶excisionase，Xis：Xis和和Int結(jié)合構(gòu)成復(fù)合物，作用于結(jié)合構(gòu)成復(fù)合物，作用于BOP和和POB位點(diǎn)，促進(jìn)兩者之間的相互作用和重組。位點(diǎn)，促進(jìn)兩者之間的相互作用和重組。u 整合與切離的反響如下：整合與切離的反響如下：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：u Int、IHF只能在只能在attP POP上構(gòu)成整上構(gòu)成整合合u 體，再作用于體，再作用于attBBOB，繼而切斷、，繼而切斷、相相u 互交換重組銜接?；ソ粨Q重組銜接。 Int、IHF不能在不能在attL BOPu 或或attR POB上構(gòu)成整合體，從而決上構(gòu)成整合體，從而決議重議重u 組方向。組方向。u Xis、Int、IHF只能與只能與attL BOP或或attR P