转座子
转座子类型
反转录转座子 非LTA R的反转录转座子
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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
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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。
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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
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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
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12
8
28
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大
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转座子概述
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NGCTNAGCN
有热点 未知ຫໍສະໝຸດ 2、复合转座子（composite transposon） 复合转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因） 的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列。
The arms may be in either the same or (more commonly) inverted orientation.
3、复杂转座子：TnA家族
——携带转座和耐药等基因的独立体家族。
TnA家族带有3个基因，其中一个编码β-内酰胺酶(AmpR),另两个则是转座作用 所必需的。所有TnA类转座子两翼都带有38bp的倒置重复序列。
转座子TnA的结构示意图
转座过程
转座酶（transposase）催化IS的转座，它由IS编码。 首先转座酶交错切开宿主靶位点，然后IS插入，与宿主的 单链末端相连接，余下的缺口由DNA聚合酶和连接酶加以填 补，最终插入的IS两端形成了DR(Direct repeat)或靶重复。
p型父本贡献的paternalcontributing带有全长和缺失型的p因子m型母本贡献的maternalcontributing不含全长p因子或只含缺失的p因子后代可育杂种不育是不对称的它是由p品系的雄果蝇和m品系的雌果蝇杂交产生的但m品系的雄果蝇和p品系的雌果蝇不会产生杂种不育
转座子概述
主讲内容
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
转座子的分类
转座子的分类转座子是生活中常用的连接电机和电动工具的部件，它是利用固定在两个端盖上的导线相互交叉构成的连接件。
它与螺钉，螺栓等紧固件配合，将旋转运动变为直线移动。
常见的连接件有四种，分别是螺钉，螺母，转动轴承以及本文所要讲到的转座子。
在原电动工具上有三类： 1、不可调式（内装式）：由固定在端盖上的两根细钢丝拧入调节环，进行调整。
2、可调式：用一根粗铜丝或铁丝代替细钢丝，穿过环形槽孔，然后把手柄和钢丝连接起来，进行调节。
3、定子绕组可分为：通风式转座子和干燥式转座子。
通风式转座子又称为铁壳式转座子。
在这种转座子中，当需要将电机反转时，只要拔下插头，并把转座子上的通风管拔出即可实现反转。
但此种转座子中通风管容易堵塞。
干燥式转座子也叫做铝壳式转座子。
干燥式转座子外壳密封，电机内部有一个放置机油的盒子，当转座子装反时，油会流向电机的外壳，电机受潮而烧坏。
干燥式转座子中的电机外壳不会因为潮湿而进水。
3、定子绕组可分为：通风式转座子和干燥式转座子。
通风式转座子又称为铁壳式转座子。
在这种转座子中，当需要将电机反转时，只要拔下插头，并把转座子上的通风管拔出即可实现反转。
但此种转座子中通风管容易堵塞。
干燥式转座子也叫做铝壳式转座子。
干燥式转座子外壳密封，电机内部有一个放置机油的盒子，当转座子装反时，油会流向电机的外壳，电机受潮而烧坏。
干燥式转座子中的电机外壳不会因为潮湿而进水。
4、不论什么形式的转座子，其通风管都应该安装在电机内部最外层。
5、我国最早出现的转座子是不可调的定子绕组转座子。
早期的不可调转座子不能将电机正反转，通常电机不能逆转，即所谓的“死转子”。
由于上述诸方面的原因，所以不可调转座子在市场上被淘汰。
现代电机转子的设计，采用了先进的结构，包括磁路和机械结构等。
由于这些条件的改善，使得电机的正反转变得简单和轻松。
如图所示，转子包括外环，内环和嵌放转子磁极的滑环。
分类介绍：转座子的种类较多，按连接方式可分为内装式和外装式两种。
转座子的名词解释
转座子的名词解释转座子是一个常用于交通运输领域的名词，指的是一种用于将货物、乘客或货车从一种交通工具转移到另一种交通工具的设备。
它在物流行业、旅游业和城市交通中具有广泛的应用。
转座子通常由一个平台和配备了轮子的底盘组成。
平台上通常有一个或多个可伸缩的桥梁，以便方便乘客或车辆上下。
为了确保安全，转座子还配备了紧急制动系统和固定装置，以确保在运输过程中车辆不会滑动或倾斜。
在物流行业中，转座子被广泛应用于货物的中转，尤其是涉及到不同交通方式的中转。
以货运航空公司为例，它们经常使用转座子将航空货物从货机转移到地面运输工具。
这种操作可以提高效率，减少运输时间，同时还能减少物品损坏的风险。
在旅游业中，转座子可用于提供景区内的交通服务。
对于那些难以步行或需要长时间行走的游客来说，转座子是一种理想的解决方案。
通过将游客从一个景点转移到另一个景点，他们可以更好地欣赏风景，并减轻疲劳。
此外，转座子还可以为残障人士提供更便利的旅行选择，增加社会包容性。
在城市交通领域，转座子也扮演着重要的角色。
在一些繁忙的城市中，人们经常需要在不同的公共交通工具之间进行换乘。
转座子为乘客提供了更加方便快捷的换乘方式，尤其是对于老年人和行动不便的人来说。
例如，在地铁站和火车站之间设置转座子，并通过无缝衔接服务，乘客可以轻松地从一个交通工具转移到另一个交通工具，从而减少了时间和困扰。
除了上述用途，转座子还有其他一些特殊的应用，如舞台装置中的转座子。
在演出中，为了实现不同场景和道具的快速调度，转座子被广泛应用于剧院和演艺场所。
它可以帮助舞台工作人员迅速而准确地调整舞台布局，使演出更加顺畅。
尽管转座子在不同领域中有着广泛的应用，但也面临一些挑战。
首先，转座子的设计和制造需要遵循严格的安全标准，以确保使用过程中不会发生意外。
其次，转座子需要适应不同的交通工具和环境，这对设计和技术水平提出了要求。
此外，维护和保养转座子也需要投入一定的人力和物力。
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）
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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
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第五章 转座子
第一节 原核生物中的转座子 • (2) 非复制型转座（nonreplicative transposition） • 这类转座因子作为一个物理的整体直接从一个位点 移到另一位点。 • 这种类型又有两种机制： • A 利用供体和受体靶DNA序列的连接。 • 插入序列和复合转座子Tn10及Tn5就是用这种机制 转座。这种类型的机制只需要转座酶。
第一节 原核生物中的转座子
• tnpR的产物具有双重功能，1）作为基因表达的阻遏物， 2）具有解离酶的功能。 • A）TnpR阻遏了tnpA和它自己的基因转录，TnpR蛋白 失活就使TnpA合成增多，结果增加了转座的频率。
• B）tnpA和tnpR基因之间有一个富含A-T的内部顺式控 制区，TnpR通过与该区的结合来实施两种功能。 • C）TnpR作为解离酶介导Tn3在共整合结构中正向重 复之间的重组。
第一节 原核生物中的转座子
• 4）可转移噬菌体(transposable phage) •Fra bibliotek－Mu巨型转座子
• Mu是一种以大肠杆菌为寄主的温和噬菌体，以裂解生 长和溶源生长两种交替方式之一繁衍自己。 • Mu噬菌体中的转座子区域率先插入寄主DNA中， • 与其他转座子不同，Mu DNA不含末端反向重复序列； • 游离Mu噬菌体DNA的两端连接着一段寄主DNA。左 端的约长150bp，右端的约长1 500bp。
第一节 原核生物中的转座子
IS10R外侧边缘有两个启动子
PIN控制IS10R的转录－－－是一个弱启动子 POUT控制右向转录宿主DNA—强启动子 INRNA和OUTRNA有36bp的重叠
大量outRNA作为 inRNA的反义RNA
第一节 原核生物中的转座子
• 3) TnA家族
转座子概述
末端11bp的IR和8bp的DR，DR是由靶位点重复而成。
Ds:
各种Ds因子的长度和序列都不相同，但和Ac相关。其末端同样 有11bp的IR。
Ds比Ac短，其缺失的长度不同，一个极端的例子是Ds9因子仅 缺失194bp，另一个例子是Ds6因子长仅有2.5kb，相当于Ac两端 各1kb。
转座产生的染色体畸变
当复制性转座发生在宿主DNA原有位点附近时，往往导 致转座子两个拷贝之间的同源重组，引起DNA缺失或倒位。 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DNA缺失；若重组发生在两个反向重复转座区之间，则 引起染色体DNA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。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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。
dSpm(defective Spm): 非自主性因子，所有dSpm都是功能性Spm的缺失突变体； Spm-dSpm系统在功能上与Ac-Ds系统相似，也可以引入基因的
插入突变，影响结构基因表达，还能导致染色体断裂。
Spm/En有两个基因，tnpA 有11 个外显子，经转录拼接产生2500bp 的 mRNA，tnpB 的6000bpmRNA中包含ORF1和ORF2。
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。
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一转座子的概述 二转座子的结构和类型 三转座子标签法分离植物基因的原理 四转座子标签法克隆基因的方法 五转座子标签法分离植物基因的优点 六转座子在其他方面上的应用 七转座子研究的前景展望
一转座子的概述
五转座子标签法分离植物基因的优点
• 与T-DNA标签法相比,转座子标签法分离植物基因 存在几大优势: • (1)转座子插入引起的突变由于转座子的切离而回 复; • (2)转座子转座多发生在其邻近的位点,这样就可以 用来标签感兴趣的基因; • (3)转座子导入异源植物不受转化条件的限制; • (4)通过构建不同含Ac和Ds转座子的株系,通过不 同株系之间的自交和杂交,产生较大的含有不同插 入位点的转座子群体,有利于克隆多个植物基因。
（四）生态环境污染的生物修复
• 由于基因的可变性及转座子的遗传调 控,许多微生物能够利用人工合成的化 学物质,与微生物分解代谢相关的基因 往往与插入元件相连。当环境污染时, 转座子转移频率提高,增加了微生物种 群的生物降解潜力。
七前景展望
• 反转录转座子具有存在广泛、拷贝数高、 插入位点专一、产生的突变稳定、不受植 物种类差异的影响、异源转座率高、组织 培养诱导激活等优势,尤其是经实践证明,转 座子标签法是目前分离植物基因的有效手 段之一。 • 但是,植物转座子主要来源于玉米、水稻等 草本植物,相应地,应用转座子分离基因的成 功实例也基本局限于草本植物。
• 随着目前转座子应用中存在的缺陷被逐步 克服,转座子将会在研究植物基因组的组成、 表达调控、进化、系统发育、生物多样性 评价以及林木基因工程等领域内发挥越来 越重要的作用。
三转座子标签法分离植物基因的原理
• 用转座子来分离植物基因的技术称转座子 标签技术(Transposon tagging)。 • 基本原理 基本原理是转座子转座并插入到植物基 因的内部或邻近位点,将破坏了该基因的结 构,造成基因的突与转座子序列相邻的 突变基因的91)。
• 转座子 转座子(transposon)是基因组中一段可以移动的 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 (McClintock 1951)。 • 自从1951年Barbara McClintock在玉米中发现转 座子以来,已在矮牵牛、金鱼草、拟南芥等多种植 物中报道有转座子的存在。 • 随着分子遗传学的发展,人们对转座子的结构与功 能的认识不断深化,转座子的应用研究日益受到广 泛的重视。在植物基因工程研究中,转座子主要是 用来分离植物基因和研究基因的功能。
六转座子在其他方面上的应用
• （一）构建突变体库：转座子具有可选择 的抗性标记而容易在体内鉴定突变,经转座 子诱变的突变子含有已知的DNA片段,可以 通过转座子序列的杂交来鉴定突变基因的 位置,经转座子诱变的突变体具有高度的极 性,使得被诱变的基因以及同一操纵子内的 下游基因完全丧失功能。
（二）利用转座子培育转基因动物
二转座子的结构和类型
• 无论是在原核生物还是在真核生物体中,转 座子在结构上都有两个特点(1)转座子的两 端分别有一个DNA倒置重复序列,称为末端 反向重复序列,不同转座子系统该序列长度 不同。例如：Tn10的两端是两个取向相反 的IS1O，中间有抗四环素的抗性基因。 (2)在转座子重新整合的位点,转座子一侧 有一个正向DNA重复序列,这些重复序列的 长度也因不同的转座子系统不同而存在差 异。
• 根据转座方式转座子可以分为两大类:以DNADNA方式转座的转座子和以DNA-RNA方式转座的 反转录转座子。 • 第一类转座子又可以分为自主性转座子和非自 主性转座子。自主性转座子本身具有能够编码 转座酶的基因,可以自主转座,如玉米中Ac转座 子。另一类为非自主性转座子,这类转座子本 身不具有编码转座酶的基因,需要在自主性转 座子提供转座酶的情况下才能发生转座,如玉 米中Ds转座子。
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• 随着分子生物学和生物技术的发展,转座子标签技 术也随着得到了发展,近年来研究一般采用二元转 座子载体系统,具有以下几个特点: • (1)可以用于多种植物基因的分离; • (2)标签转座子应不能催化自身的转座,而只能在 另外一个转座子(Ac)提供的转座酶之后的才能转 座; • (3)表达转座酶的因子应缺少转座所需要的其他序 列,因而不能转座,如经改造的sAc; • (4)标签因子应有一个表现显著的标记基因,以利 于选择应经过改造而易于分离突变基因。
四转座子标签法克隆基因的方法
• (1)构建含转座子的质粒载体； • (2)将含转座子的质粒载体通过农杆菌介导 或其他适当的转化方法导人目标植物中； • (3)转座子插入突变的鉴定与分离； • (4 上海复旦大学发育生物学研究所的科研人 员将一种源于飞蛾的PB转座子,用于小鼠和 人类细胞的基因功能研究,他们发现PB转座 因子可在人等哺乳动物的细胞株中高效导 入基因并稳定表达,为体细胞遗传学的研究 和基因表达提供了一个高效、便捷系统。
（三）鉴别菌株及群体多样性
• 转座子通常限制性地分布于特定的 真菌菌株或群体中,可以作为特定 菌株的诊断工具,已用于丝状真菌 群体多样性分析。