转座子类型
转座子概述
主讲内容
一、转座子的概念
二、转座子的分类
三、转座发生的机制
四、真核生物的转座因子
一、概念
转座子（ transposon, 简称 Tn ） , 又称易位子，是指存在 于 染 色 体 DNA 上 可 以 自 主 复 制 和 移 位 的 一 段 DNA 序 列 。 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。
the arms that are direct repeats
the arms are inverted repeats
复合转座子的中心区携带有标记(如抗药性)，两侧有IS 序列。每个IS 具有短的末端重复。
部分复合转座子的结构和功能
转座子 Tn5 Tn9 Tn10 Tn903 所携带的 基因 KanR CamR TetR KanR 总长度(bp) 5700 2638 9300 3100 末端IS序列 的长度(bp) 1500 768 1400 1050 末端IS序 列的方向 反向 正向 反向 反向
方向可能因重组而
倒转。
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(但稳定存在)。
转座产生新的基因
如果转座子上带有抗药性基因，它一方面造成靶DNA 序列上的插入突变，同时也使这个位点产生抗药性。
转座引起的生物进化
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白质分子。
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 除掉，每个重组产物只含一个拷贝的正向重复。
转座子类型
复合转座子
由两个重复序列夹着一个或多个结构
基因如某些抗药性基因和其它基因组成，
其两端的组件由IS和类IS组成。
转座因子 Tn903 Tn9 Tn10
长度(bp) 3100 2500 9300
遗传标记 KanR CamR TetR
末端组件 IS903 IS 1 IS 10R
方向 反向 正向
复合转座子的转座特点
• 可以作为一个整体进行转座； • 含有的一个或两个IS元件也可进行单独转座。
类插入序列
指IS10R，IR50R和IS903，它们的结 构和IS相似，但不独立存在。而是作为复 合转座子（compositetransposons）两臂的 组件。
TnA家族
长约5kb左右，两端具有IR，而不是 IS，中部的编码区不仅编码抗性标记， 还编码转座酶和解离酶的DNA序列。
4、转座子的转座机制
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： ◆复制型转座（replicative transposition） ◆非复制型转座（nonreplicative transposition） ◆保守型转座（conservative transposition）
BACK
3、转座子的类型
3.1 简单转座子（插入序列）Simple transposon （ insertion sequence）
结构特征和转座特点
3.2 复合转座子 (Composite transposon)
结构特征和转座特点
3.3 类插入序列 （IS-like elements） 3.4 TnA家族
BACK
DNA的转座(DNA TRANSPOSITION)
1、转座成分概述
1）转座子(元)或转座元件 (transposon or transposable element): 即能够反复插入到基因中许多位点的特殊DNA片段， 它们可从一个位点转移到另一个位点，从一个复制子到另 一个复制子。（在转移时原来位置上的这些结构依然存在 或不存在）。
b) 转座不是简单的转移，涉及转座子的复制
c) 转座插入的靶位点并非完全随机（插入专一型） Hotspots (热点)
Regional preference ( 在3kb区域内的随机插入) d) 某些转座因子（Tn3）对同类转座因子的插入具有排他性
（免疫性） e) 靶序列在转座因子两侧会形成正向重复 f) 转座因子的切除与转座将产生复杂的遗传学效应
2）特点：
♣ 不必借助同源序列就可移动的DNA片段，即转座作
用与供体和受体之间的序列无关。 ♣ 原核生物和真核生物均有转座子。 ♣ 转座序列可沿染色体移动，甚至在不同染色体间跳 跃。
3）种类与特点
（1） 两种类型： A 简单转座子（simple transposon） 或（插入序列 insertion sequence IS ） B 复合转座子（composite transposon） （2） 特征： a）两端有20～40bp的反向重复序列(IR)
b）具有编码转座酶（transposase）的基因
c）复合转座子除转座酶基因外还有1—数个基因。 d）转座酶催化转座子插入新位点。
A 插入序列 ♣ 最简单，是细菌染色体、质粒和某些噬菌体的 正常组分，是一个自主的单位，每种IS均编码自身 转座所需的蛋白质。 ♣ 命名： IS＋编号（鉴定类型） 长度 700～2000bp
第十二章 转座子
自主和非自主转座子的鉴别
a1a1(花斑) A2A2C1C1C2C2 ×A1A1A2A2C1C1C2C2
A1a1A2A2C1C1C2C2
1A1A1(有色):2A1a1(有色):1a1a1(花斑)
自主转座子
非自主转座子的鉴别
Ac a1a1(花斑) A2A2C1C1C2C2 × ac A1A1A2A2C1C1C2C2
亦不能转座，但SP可以出现活化和失活状态的周期性变化。
非自主因子I作用特点：插入结构基因时，可部分抑制结构基因表达，在m基因活化时 可以转座，引起结构基因的回复突变。
图12-9 Spm系统与结构基因A的相互作用，以及玉米糊粉层的性状表现
图12-10 不同Spm突变引起I因子转座时间与频率对玉米糊粉层的影响 左：转座发生得晚但频率高；中：转座发生得晚，频率低；右：转座发生得早
三、SPm系统
自主因子----SPm 非自主因子----I 自主因子作用特点------SPm分为两个部分 －－－抑制基因SP：通过控制因子对结构基因的表达起到完全抑制作用 －－－增变基因m：能够引起控制因子的转座和状态变化，控制整个SPm因 子转座。 SP和m的互作：只有SP正常，m才能发挥作用。SP正常，m发生状态变化，则影响 回复突变发生的时间和频率，m失活，SPห้องสมุดไป่ตู้不能转座，非自主因子I
没有活性的a1和a1-m，在dt存在时，表现是稳定的，但在Dt存在时， 都能发生特定频率的回复突变，出现不同活性水平的A1。回复突变可 以发生在个体发育的任何时期。在能够产生花青素的组织，引起叶片、 花药、籽粒等产生大小不同的有色斑点（图12-1）。
图12-1 Dt-rDt系统对花药和叶片色素的影响
图15 Ac因子与三个不同Ds因子的分子组成比较 Ds-a 只在Ac大基因编码区缺失了194个 核苷酸Ds-b缺失了Ac核苷酸的1/2；Ds-c只保留了Ac因子的反向重复区
第五节DNA的转座Transposons
5、DNA复制时在前导链上DNA沿5’-3’方向合成，在滞后链上 则沿3’-5’方向合成。（ ）
6、DNA的复制需要DNA聚合酶和RNA聚合酶（ ）
7、核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的（ ） 和由大约200bp DNA组成的。八聚体在中间，DNA分子盘绕在 外，而（ ）则在核小体的外面。
雄性染色体 P 因子
ORF0 ORF1 ORF2 ORF3
雄性染色体 P 因子
ORF0 ORF1 ORF2 ORF3
P 品系 (P♂×P♀) 雌性染色体 P 因子
ORF0 ORF1 ORF2 ORF3
P♂×M♀ 雌性染色体
P 细胞型 66KD 阻遏物
66K
阻遏物
抑制所 有P因 子转 座
P 细胞型
TnA 转座子家族-两端为 IR，可编码转座酶、解离酶和抗性物质
转 AC-Ds-植物（玉米）中的激活-解离因子
转 座
座 子
P 因子-果蝇中父本因子，在 M♀×P♂中导致杂种不育
因 子
反转录病毒、RNA →DNA→整合宿主靶 DNA
真 核
反 转 录
病毒超家族
Ty Copia LINSL1
（1）有长末端重复序列 （2）编码反转录酶或整合酶 （3）可含内含子
转座子（transposon） 反转录转座子（retrotransposon）
反转录转座子（retrotransposon）：指通过RNA为中 介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。
IS-两端有 IR，只编码转座酶
原 类转座因子-结构同 IS，但不能独立存在，仅作为复合转座子的两端组件
核 复合转座子-两端由 IS 或类 IS 构成，可编码抗抗菌素物质
转座子的名词解释
“转座子”的名词解释
“转座子”的名词解释：转座子（Transposable element）是生物界的一大类序列，可以在基因组中移动，从而改变基因组的排列和结构。
它们被归类为“可移动基因”，并在分子遗传学中有广泛的应用。
转座子的发现要追溯到20世纪初，但真正的转座子概念的形成要归功于20世纪50年代的科学家们。
当时，他们发现了一些DNA 序列可以在基因组中复制和移动，从而改变了基因组的排列和结构。
这些序列被命名为“转座子”。
转座子的作用机理涉及到一些复杂的的过程。
首先，转座子在基因组中复制自己，然后在DNA链上打开一个缺口，将自己插入到新的位置。
这个过程会改变基因组的排列和结构，从而导致一些表型的变化。
按照序列的来源和结构，转座子可以分成多种类型。
其中最常见的类型是DNA转座子，它们可以在基因组中复制和移动。
另外还有一些RNA转座子和DNA-RNA转座子，它们的作用机理有所不同。
转座子的广泛应用在分子遗传学、基因工程和进化生物学等领域。
例如，科学家们可以利用转座子来研究基因组的结构和功能，或者用来改良作物的和动物的性状。
转座子 例子
转座子例子
【最新版】
目录
1.转座子的定义和特点
2.转座子的分类和功能
3.转座子的例子及其应用
正文
转座子（Transposable elements，简称 TEs）是一类可以在基因组中自主移动的 DNA 序列，它们在生物体基因组中占据很大比例，尤其在植物基因组中更为明显。
转座子具有自主复制和插入的功能，可以在基因组中不断跳跃，从而改变基因组的结构和功能。
根据转座子的功能和特点，可以将其分为两大类：一类是可转座元件（Transposable elements），另一类是假基因（Pseudogenes）。
可转座元件具有自主复制和插入功能，可以在基因组中不断跳跃。
而假基因则是失去功能的可转座元件，它们在基因组中占据一定比例，但已失去跳跃功能。
转座子在生物体中具有多种功能，例如：1）基因组结构的调整；2）基因表达的调控；3）基因组的进化等。
其中，基因组结构的调整是转座子的主要功能之一，通过转座子的不断跳跃和插入，可以改变基因组的结构和功能，从而为生物体的适应性进化提供原材料。
在实际应用中，转座子也可作为基因编辑工具使用。
例如，
CRISPR-Cas9 系统就是一种基于转座子的基因编辑技术，通过将 Cas9 蛋白引导至特定位点，实现对目标基因的敲除或插入。
这一技术已在生物医学研究和遗传病治疗等领域取得显著成果。
第1页共1页。
转座子
转座子转座(因)子是基因组中一段可移动的DNA序列，可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。
复合型的转座因子称为转座子(trans—poson，Tn)。
这种转座因子带有同转座无关的一些基因，它的两端就是IS，构成了“左臂”和“右臂”。
两个“臂”可以是正向重复，也可以是反向重复。
这些两端的重复序列可以作为Tn的一部分随同Tn转座，也可以单独作为IS 而转座。
转座子转座插人宿主DNA时，在插入处产生正向重复序列，其过程是这样的：先是在靶DNA 插入处产生交错的切口，使靶DNA产生两个突出的单链末端，然后转座子同单链连接，留下的缺口补平，最后就在转座子插入处生成了宿主DNA的正向重复。
已知的转座因子的转座途转座子是一类在细菌的染色体，质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分，是基因组中一段特异的具有转位特性的独立的DNA序列。
转座子是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
最简单的转座子不含有任何宿主基因而常被称为插入序列（IS），它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。
转座因子或转座子是一类在很多后生动物中（包括线虫、昆虫和人）发现的可移动的遗传因子。
一段DNA顺序可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用，此过程称转座。
这段序列称跳跃基因或转座子，可分插入序列（Is因子），转座（Tn），转座phage。
转座(因)子是基因组中一段可移动的DNA序列，可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。
复合型的转座因子称为转座子(trans—poson，Tn)。
这种转座因子带有同转座无关的一些基因，它的两端就是IS，构成了“左臂”和“右臂”。
两个“臂”可以是正向重复，也可以是反向重复。
这些两端的重复序列可以作为Tn的一部分随同Tn转座，也可以单独作为IS 而转座。
转座子是细菌细胞里发现的一种复合型转座因子，这种转座因子带有同转座无关的一些基因，如抗药性基因；它的两端就是IS，构成了“左臂”和“右臂”。
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反转录转座子 非LTA R的反转录转座子
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Thank you!!!
A
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转座子
1、转座子的基本概念
2、转座子的转座特征
3、转座子的类型
4、转座子的转座机制
5、转座引起的遗传效应
A
1
1、转座子的基本概念
转座子（transposon,简称Tn）, 又称易位子，是指存在于染色体 DNA上可以自主复制和位移的一 段DNA序列。
BACK
A
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2、转座子的转座特征
• （1） 基因组内移动； • （2） 不依赖于供体与受体间的序列关系； • （3） 一般仅移动转座子序列本身。
末端组件 IS903 IS 1 IS 10R IS 10L IS 50R IS 50L
方向 反向 正向
反向
反向
二组件的关系 相同 推测相同
有2.5%的差异
1 bp的改变
组件的功能 二者皆有功能 预计有功能 有功能 无功能 有功能 无功能
A
9
复合转座子的结构特征
•(1)中间区域含编码转座酶以外的标记基因； •(2)两端具有插入序列； •(3)两末端是反向重复序列； •(4)靶位点存在短正向重复序列。
物种 果蝇
线虫 玉米
金鱼草 一些真核生物
II类转座因子家族 P Hobo Mariner FB Tc1 Ac/Ds Spm/dsom Mu/mn Tam1 Tam3 TU/puppy
ITR
TSD
31
8
12
8
28
2
大
9
54
2
10/11
8
13
3
200
9
13/14
3
12
8/5
大
8
反转录病毒的 含有LTR的反转录转座子
A
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复合转座子的转座特点
•可以作为一个整体进行转座； •含有的一个或两个IS元件也可进行单独转座。
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类插入序列
指IS10R，IR50R和IS903，它们的结 构和IS相似，但不独立存在。而是作为复 合转座子（compositetransposons）两臂的 组件。
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TnA家族
长约5kb左右，两端具有IR，而不是 IS，中部的编码区不仅编码抗性标记， 还编码转座酶和解离酶的DNA序列。
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4、转座子的转座机制
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： ◆复制型转座（replicative transposition） ◆非复制型转座（nonreplicative transposition） ◆保守型转座（conservative transposition）
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3、转座子的类型
3.1 简单转座子（插入序列）Simple transposon （ insertion sequence）
结构特征和转座特点
3.2 复合转座子 (Composite transposon)
结构特征和转座特点
3.3 类插入序列 （IS-like elements） 3.4 TnA家族
BACK
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转座子
靶质粒
第一步 切口DNA
=
Tn3
的
第四步
复
完成复制
制
式
第五步 Res位点两侧重组
A
第二步 连接自由末端 第三步 转座子复制
第六步
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共缺供 合。体 体不保 。形持
成裂
A
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Conservative transposition Nonreplicative transposition
A
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插入序列的转座特点
作为一个整体进行转座。
A
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复合转座子
由两个重复序列夹Βιβλιοθήκη 一个或多个结构基因如某些抗药性基因和其它基因组成，
其两端的组件由IS和类IS组成。
转座因子 Tn903 Tn9 Tn10
长度(bp) 3100 2500 9300
Tn5
5700
遗传标记 KanR CamR TetR
KanR
BACK
A
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插入序列的结构特征
• （1）含短的末端反向重复序列，且每条链 上的反向重复序列可以相互配对形成茎环 结构;
• （2）含编码转座酶的基因（其突变将导致 不能转座）;
• （3）在转座子两外侧的靶DNA中存在 5-9 bp 的短正向重复序列。
A
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A
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正向重复序列的形成过程
转座酶
DNA聚合酶和连接 酶
5、转座引起的遗传效应
• （1）引起插入突变 • （2）产生新的基因 • （3）引起生物进化 • （4）引起染色体畸变
注：转座引起DNA重排（Rearrangement) 转座子多个拷贝之间的同源重组引起宿主DNA的重排；
转座子重复序列间的同源重组导致精确或不精确切除。
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真核生物的转座 子