微生物中轉(zhuǎn)座因子

1、關(guān)于微生物中的轉(zhuǎn)座因子第一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 細(xì)菌轉(zhuǎn)座因子的類(lèi)型和結(jié)構(gòu) 細(xì)菌轉(zhuǎn)座因子分為四個(gè)類(lèi)型： 插入序列（insertion sequence IS） 轉(zhuǎn)座子（transposon Tn） 接合型轉(zhuǎn)座子 轉(zhuǎn)座噬菌體（Mu）第二張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、插入序列插入序列也稱IS因子，它是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座因子。插入序列長(zhǎng)度/bp反向重復(fù)序列長(zhǎng)度/bp靶位點(diǎn)長(zhǎng)度/bp在染色體中的拷貝數(shù)IS1768239或86-10IS213274154-13IS31400383-45-6IS414281811或121-2IS5119516411-12第三張，PPT共

2、三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月插入序列的結(jié)構(gòu)有以下3個(gè)特點(diǎn)：兩端含有長(zhǎng)度為1040bp反向重復(fù)序列含有一個(gè)編碼轉(zhuǎn)座酶的長(zhǎng)編碼區(qū)兩側(cè)有一對(duì)正向重復(fù)序列(direct repeat sequence，DR) ，長(zhǎng)度一般為3-9bp 。第四張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、細(xì)菌轉(zhuǎn)座子 帶有抗性基因并能在不同的DNA分子之間移動(dòng)的遺傳單位叫做細(xì)菌轉(zhuǎn)座子(bacterial transposon，Tn)。細(xì)菌抗藥性轉(zhuǎn)座子一般可分為兩類(lèi)：復(fù)合轉(zhuǎn)座子 (composite transposon)復(fù)雜轉(zhuǎn)座子 (complex transposon) 第五張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1

3、. 復(fù)合轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子長(zhǎng)度kb遺傳標(biāo)記末端特征末端兩IS排向IS關(guān)系IS功能來(lái)源Tn109.3TetRIS10RIS10L反向2.5%差異完整功能功能減弱G-細(xì)菌Tn55.7KanRIS50RIS50L反向1bp差異完整功能無(wú)功能G-細(xì)菌Tn9033.1KanRIS903反向相同都有功能G-細(xì)菌Tn92.5CamRIS1同向相同都有功能G-細(xì)菌Tn16812.08胞外腸毒素IS1反向相同都有功能G-細(xì)菌第六張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)雜轉(zhuǎn)座子的長(zhǎng)度約5000bp，它的兩端是長(zhǎng)度為30-40bp的末端反向重復(fù)序列(IR)或正向重復(fù)序列(DR)，中央是轉(zhuǎn)座酶基因和抗藥性基因。2. 復(fù)

4、雜轉(zhuǎn)座子(TnA轉(zhuǎn)座子)Tn3res轉(zhuǎn)座酶IRIR解離酶AmpIRIR轉(zhuǎn)座酶解離酶resMerTn501IRIR轉(zhuǎn)座酶解離酶resSulStrTn21第七張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)座子長(zhǎng)度/bp遺傳標(biāo)記末端反向重復(fù)/bp兩側(cè)靶點(diǎn)正向重復(fù)/bp來(lái)源Tn15000Amp385假單胞菌Tn34957Amp385沙門(mén)氏菌Tn2119600Mer Str Sul385志賀菌Tn5018200Hg385假單胞菌Tn10005800無(wú)375大腸桿菌Tn5515300Em355金萄球菌Tn44304200無(wú)385蘇云金菌Tn44516200Cam12不詳莢膜梭菌Tn44566800無(wú)385弗

5、氏鏈霉菌第八張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、細(xì)菌轉(zhuǎn)座子的插入機(jī)制、轉(zhuǎn)座模型轉(zhuǎn)座子不同于噬菌體和質(zhì)粒，它們不是獨(dú)立的復(fù)制子，不能獨(dú)立存在。根據(jù)轉(zhuǎn)座子在轉(zhuǎn)座過(guò)程中是否復(fù)制而分為兩種類(lèi)型：復(fù)制型轉(zhuǎn)座和非復(fù)制型轉(zhuǎn)座據(jù)轉(zhuǎn)座過(guò)程中是否有共整合體，可分為：剪-貼型轉(zhuǎn)座、保守型轉(zhuǎn)座和復(fù)制型轉(zhuǎn)座第九張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1剪-貼型轉(zhuǎn)座（cut and paste transponsition）第十張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 轉(zhuǎn)座子和靶DNA在轉(zhuǎn)座酶作用下產(chǎn)生缺口，分別形成兩個(gè)游離末端，以a-h表示2. a與f、g與d連接，剩下b、c、e、h游離端2復(fù)制型轉(zhuǎn)座

6、子的插入機(jī)制第十一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 以轉(zhuǎn)座子的兩個(gè)游離端（b和c）為引物進(jìn)行DNA復(fù)制4. 復(fù)制完成并形成兩個(gè)轉(zhuǎn)座子的共整合體第十二張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5. 兩個(gè)轉(zhuǎn)座子通過(guò)自身攜帶的res位點(diǎn)產(chǎn)生重組，形成兩個(gè)獨(dú)立的復(fù)制子，每個(gè)復(fù)制子上都含有一個(gè)拷貝的轉(zhuǎn)座子。 第十三張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在復(fù)制型轉(zhuǎn)座過(guò)程中，轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，一個(gè)拷貝仍保留在原來(lái)的位置上，另一個(gè)拷貝則插入到新的位點(diǎn)上，這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)座伴隨著轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)的增加。在轉(zhuǎn)座過(guò)程中有共整合體的出現(xiàn)。復(fù)制型轉(zhuǎn)座涉及到兩種類(lèi)型的酶：一種是轉(zhuǎn)座酶，它作用于原位點(diǎn)的轉(zhuǎn)座因子的兩端

7、序列；另一種是解離酶（resolvase），它作用于復(fù)制拷貝的拆分。復(fù)制型轉(zhuǎn)座的特點(diǎn)：第十四張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3保守型轉(zhuǎn)座 第十五張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、Mu噬菌體的轉(zhuǎn)座 轉(zhuǎn)座噬菌體是具有轉(zhuǎn)座功能的一類(lèi)可引起突變的溶源性噬菌體。這類(lèi)噬菌體不論是進(jìn)入裂解循環(huán)還是處于溶源狀態(tài)，均可整合到寄主染色體上。其中研究得較多的是Mu噬菌體。 Mu噬菌體(mutator phage)，即突變者的意思，不同于一般的溫和噬菌體：Mu DNA幾乎可插入到宿主染色體的任何一個(gè)位點(diǎn)上，而一般的溫和噬菌體在宿主染色體上有特定插入位點(diǎn)。Mu噬菌體DNA的兩端沒(méi)有黏性末端，它的整

8、合方式不同于噬菌體，而類(lèi)似于轉(zhuǎn)座因子的作用第十六張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月c A B C D E H F G I T J KL M Y N P R S U U S宿主DNA整合復(fù)制晚期mRNA合成激活因子頭部和尾部基因可變化末端的宿主DNAlysattLattR1. Mu噬菌體的遺傳圖 第十七張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月C蛋白表達(dá)A蛋白受抑制，維持溶原狀態(tài)MuCts突變，受高溫誘導(dǎo)進(jìn)入裂解循環(huán)A、B蛋白大量表達(dá)，Mu 復(fù)制晚期基因表達(dá)包裝酶切割Mu DNA包裝 50b 37kb 1kb2. Mu噬菌體的轉(zhuǎn)座及其生活史 第十八張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

9、月五、細(xì)菌接合型轉(zhuǎn)座子 接合型轉(zhuǎn)座的特點(diǎn)是：不具有反向重復(fù)序列，在轉(zhuǎn)座時(shí)不引起靶位點(diǎn)DNA上核苷酸序列產(chǎn)生正向重復(fù)；轉(zhuǎn)座過(guò)程中是通過(guò)“切除-插入”機(jī)制來(lái)完成的；在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，會(huì)形成共價(jià)、閉合、環(huán)狀的中間體，在同一細(xì)胞中的不同DNA位點(diǎn)進(jìn)行整合或通過(guò)接合作用進(jìn)入受體細(xì)胞后整合到受體細(xì)胞的DNA上。 第十九張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 細(xì)菌轉(zhuǎn)座因子的遺傳效應(yīng)和應(yīng)用 一、轉(zhuǎn)座因子的遺傳效應(yīng)轉(zhuǎn)座因子能引起許多遺傳變異：1. 插入突變由于Tn總是帶有抗藥性基因，所以轉(zhuǎn)座子插入后除能引起基因突變外，還具有轉(zhuǎn)座子帶來(lái)的抗藥性。2.DNA重排

10、(缺失、倒位和擴(kuò)增) 第二十一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月a bx y zc da bc dx yz a bc dz y x 同源序列配對(duì)重組缺失：第二十二張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月a bx y zc da bd cx yz a bz y xc d同源序列配對(duì)重組倒位：第二十三張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月a bx y zc dx y za bx y zc dz y x 同源序列配對(duì)重組擴(kuò)增：第二十四張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 極性效應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)座因子插入到一個(gè)操縱子的上游基因時(shí)，不僅能破壞被插入的基因，而且也能大大降低位于遠(yuǎn)離啟動(dòng)子一端

11、的基因的表達(dá)。幾乎所有IS的可閱讀框內(nèi)(除IS1外)，都含有依賴于Rho的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)和終止密碼子，這是造成極性突變的根本原因。第二十五張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月隨機(jī)誘變轉(zhuǎn)座子載體應(yīng)具有下面兩個(gè)功能：能通過(guò)轉(zhuǎn)化或接合作用導(dǎo)入受體菌在受體菌中不能自我復(fù)制，為自殺型質(zhì)粒載體二、轉(zhuǎn)座子的應(yīng)用 第二十六張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Genome Priming System (NEB)第二十七張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 定位誘變定位誘變與隨機(jī)誘變的原理類(lèi)似，但誘變中首先需要將轉(zhuǎn)座子，如Tn5，整合在基因組上。然后將要誘變的目的基因克隆到質(zhì)粒如F質(zhì)粒上。將

12、含有目的基因的F質(zhì)粒轉(zhuǎn)入基因組已整合有Tn5的大腸桿菌中，再與受體菌雜交進(jìn)行誘變，最后篩選突變型接合子。 第二十八張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月FTn5(Kan)(lac pro) F lac+ pro+(lac pro) galE strAXF(lac pro) galE strA F lac+ pro+FTn5(Kan)(lac pro) F lac+ pro+FTn5(Kan)(lac pro) F lac- pro+死亡死亡生長(zhǎng)第二十九張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 絲狀真菌中的轉(zhuǎn)座因子一、絲狀真菌中的轉(zhuǎn)座現(xiàn)象真菌轉(zhuǎn)座因子的鑒定方法：1.克隆真菌中的重復(fù)序列，然后與其他生物中的已知轉(zhuǎn)座因子進(jìn)行比較來(lái)確定。2.根據(jù)真菌的缺陷型表型來(lái)鑒定轉(zhuǎn)座因子。3. 通過(guò)同源雜交，即以別的生物中的轉(zhuǎn)座因子為探針進(jìn)行雜交篩選。4. 通過(guò)DNA序列分析。 第三十張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、絲狀真菌中轉(zhuǎn)座因子類(lèi)型 根據(jù)轉(zhuǎn)座機(jī)理，可將絲狀真菌的轉(zhuǎn)座因子分為兩大類(lèi)：1. 類(lèi)似反轉(zhuǎn)錄病毒的反轉(zhuǎn)座子2. 類(lèi)似于細(xì)菌轉(zhuǎn)座因子的DNA轉(zhuǎn)座子 第三十一張，PPT共三十五頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1. 類(lèi)似反轉(zhuǎn)錄病毒的反轉(zhuǎn)座子根據(jù)反轉(zhuǎn)座子的兩端是否具有類(lèi)似反轉(zhuǎn)錄病毒的長(zhǎng)末端重復(fù)序列LTR而分為兩種類(lèi)型：