分子生物学-07转座子与DNA重排

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分子生物学 转座子 相关

分子生物学 转座子 相关

第十五章转座子基因组是通过获得新序列以及原有序列重排发展而来的。

新序列的意外引入改变基因组间承载信息的能力。

染色体外元件(Extrachromosomal element)通过调节基因的长度(通常是很短的)来转移信息。

在细菌中,质粒是通过接合作用(见12章),而噬菌体则是通过感染来转移信息(见第11章)。

噬菌体和质粒都会在其复制子(Replicon)中偶尔携带一些宿主基因。

有些细菌中有通过转化作用直接转移DNA的现象。

真核生物中,一些病毒(尤其是逆转录病毒)能够在感染周期内转移遗传物质。

重排(Rearrangement)是由基因组内部程序发起的,例如非互惠(Nonreciprocal)重组是由同源重组时错配导致的。

非互惠重组导致座位的复制或重排(见第4章)。

基因组的序列复制是产生新序列的主要来源。

复制可能继承原来的功能或可能产生新功能,而且,在分子水平上发现独立基因组间差异明显,是由于重组导致了这些多态性(Polymorphism)。

在第4章已经讨论过,微卫星间重组可调整其长度以便使每个基因组都是独特的。

多态性的另一个主要原因是由转移元件转座(Transposon)产生的:它们是基因组中可移动的不连续序列,可在基因组内从一个座位转到另一个座位。

转座子特征是它们并不利用独立元件(如噬菌体或质粒DNA),而只是从基因组的一个位点直接移动到另一个位点,与大多数基因组重构的其它程序不同,转座子不依赖序列供体和接体位点间的任何联系。

转座子非常严格地自我转座到同一基因组的新位点,有时增加一些序列,因此它们可作为基因组间序列转移的内部载体,是基因组内突变的主要来源。

转座子可分两种类型。

本章讨论的转座子与编码蛋白质的DNA序列共存并操纵这些DNA以便使其在基因组内复制自我。

下章讨论的转座子与逆转录病毒相似。

它们通过将RNA转录成DNA拷贝的能力而迁移;DNA拷贝同时被整合进基因组的新位点。

通过DNA移动的转座子在真核和原核生物中都已发现。

名词解释-分子生物学

名词解释-分子生物学

1、转录(Transcription):以某一DNA链为模板,按照碱基互补原则形成一条新的RNA链的过程,是基因表达的第一步。

2、编码链:与mRNA 有相同序列的DNA 链3、下游:沿着表达方向的序列。

例如,编码区是在起始区的下游。

4、上游:转录起点之前的序列,例如,细菌启动子在转录单位的上游,起始密码在编码区上游。

5、启动子:结合RNA 聚合酶并起始转录的DNA 区域。

6、RNA聚合酶:使用DNA作为模板合成RNA的酶(正式应为DNA-依赖性RNA 聚合酶)7、终止子:是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。

DNA分子中终止转录的核苷酸序列。

8、转录单位:指RNA聚合酶起始位点和终止位点间的距离,可能包括不止一个基因。

9、初级转录本:与一个转录单位相对应的未修饰的RNA 产物。

10、组成型表达constitutive expression:个体发育的任一阶段,在所有细胞中都持续进行的表达。

一般是生命过程必需的基因。

11、负调控:在没有任何调节蛋白或其失活的情况下,基因表达;存在repressor的时候基因表达受阻。

12、正调控:在没有任何调节蛋白或其失活的情况下,基因关闭;存在activator的时候基因表达开启。

一般原核生物偏向负调控,原核生物的DNA裸露无保护,很容易启动转录,并翻译。

因此其细胞内的基因可以说是基本全部默认开启,因此在正常情况下原核细胞内存在大量不同的reressor阻遏着大量基因的转录。

细胞必须根据不同的条件,对一些被阻遏的基因进行去阻遏的调控,或对一些基因的表达进行阻止。

13、顺式作用元件cis-acting element DNA分子上的一些与基因转录调控相关的特定序列。

14、反式作用因子trans-acting factor一些与基因表达调控有关的蛋白因子。

15、顺式调控cis-acting regulation 一段非编码DNA序列对基因转录的调控作用,顺式正调控(启动子、增强子);顺式负调控(沉默子)16、反式调控trans-acting regulation 转录因子作用于顺式作用元件对基因转录的调控。

分子生物学考试整理笔记

分子生物学考试整理笔记

分⼦⽣物学考试整理笔记第⼀章1.请定义DNA重组技术和基因⼯程技术。

DNA重组技术:是将不同的DNA⽚段按照⼈们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表的,产⽣影响受体细胞的新的遗传性状。

基因⼯程技术:是将不同的DNA⽚段按照⼈们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表的,产⽣影响受体细胞的新的遗传性状。

还包括其他可能使⽣物细胞基因组结构得到改造的体系。

第⼆章2.什么是核⼩体?简述其形成过程。

由DNA和组蛋⽩组成的染⾊质纤维细丝是许多核⼩体连成的念珠状结构。

核⼩体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分⼦⽣成的⼋聚体和由⼤约200bp的DNA组成的。

⼋聚体在中间,DNA分⼦盘绕在外,⽽H1则在核⼩体外⾯。

每个核⼩体只有⼀个H1。

所以,核⼩体中组蛋⽩和DNA的⽐例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个,H1⼀个。

⽤核酸酶⽔解核⼩体后产⽣只含146bp核⼼颗粒,包括组蛋⽩⼋聚体及与其结合的146bpDNA,该序列绕在核⼼外⾯形成1.75圈,每圈约80bp。

由许多核⼩体构成了连续的染⾊质DNA细丝。

核⼩体的形成是染⾊体中DNA压缩的第⼀阶段。

在核⼩体中DNA盘绕组蛋⽩⼋聚体核⼼,从⽽使分⼦收缩⾄原尺⼨的1/7。

200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核⼩体中。

核⼩体只是DNA压缩的第⼀步。

核⼩体长链200bp→核酸酶初步处理→核⼩体单体200bp→核酸酶继续处理→核⼼颗粒146bp3. 简述DNA的⼀,⼆,三级结构的特征DNA⼀级结构:4种核苷酸的的连接及排列顺序,表⽰了该DNA分⼦的化学结构DNA⼆级结构:指两条多核苷酸链反向平⾏盘绕所⽣成的双螺旋结构DNA三级结构:指DNA双螺旋进⼀步扭曲盘绕所形成的特定空间结构4.原核⽣物DNA具有哪些不同于真核⽣物DNA的特征?(1)结构简练:原核DNA分⼦的绝⼤部分是⽤来编码蛋⽩质,只有⾮常⼩的⼀部分不转录,这与真核DNA的冗余现象不同。

中科院2007生化和分子生物学试题答案!

中科院2007生化和分子生物学试题答案!

中国科学院研究生院2007年招收攻读硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称:生物化学与分子生物学考生须知:1.本试卷满分为150 分,全部考试时间总计180 分钟。

2.所有答案必须写在答题纸上,写在试题纸上或草稿纸上一律无效。

一、名词解释(每题 4 分,共20 分)1. 重组修复2. 转座子3. C4 途径4. 正前馈作用和正反馈作用5. RNA 剪接和可变剪接二、单项选择题(每题1分,共20分,请在答题纸上标清题号,并将答案写在题号后)1. 下列各项中,不属于细胞代谢的中间产物的是:A. 葡萄糖-6-磷酸B. 丙酮酸C. 胆固醇D. 乙酰辅酶A2. 在真核生物细胞周期的四个时相中,用于准备DNA 合成的是:A. M 期B. G1 期C. S 期D. G2 期3. 下列各项中,不属于真核生物基因表达转录前水平调节的过程是:A. RNA 编辑B. 染色质丢失C. 染色体DNA 的修饰和异染色质化D. 基因重排4. 下列各项中,尚未获得诺贝尔奖的是:A. DNA 双螺旋模型B. PCR 仪的发明C. RNA 干扰技术D.抑癌基因的发现5. 下列事件中,不属于表观遗传调控的是:A. DNA 甲基化B.组蛋白乙酰化C. mRNA加尾D. RNA 干扰6. 大肠杆菌中,参与转录终止调控的是:A. TATA boxB. ρ因子C. snoRNAD. RNaseP7. 正转录调控系统中,调节基因的产物被称为:A. 阻遏蛋白B. 诱导因子C. 激活蛋白D. 增强子8. 既可利用上游启动子,又可利用下游启动子的RNA 聚合酶是:A. RNA 聚合酶IB. RNA 聚合酶IIC. RNA 聚合酶IIID. RNA 聚合酶IV9. 用来研究蛋白质-蛋白质间相互作用的实验技术是:A. 酵母双杂交技术B. 原位杂交技术C. RACE 技术D. SAGE技术10. 能够引起细胞内蛋白降解的反应是:A. 泛素化B. 去泛素化C. 磷酸化D. 去磷酸化11.双缩脲发应用来测定:A. 肽B. 糖C. RNAD. DNA12. 抗霉素A 对呼吸链(电子传递链)抑制的作用点在:A. NADH 脱氢酶附近B.琥珀酸脱氢酶C. 细胞色素氧化酶D. 细胞色素b 附近13. 氨基酸在掺入肽链前必须活化,氨基酸的活化部位是:A. 内质网的核糖体B. 可溶的细胞质C. 高尔基体D. 线粒体14. T4 DNA 连接酶催化的连接反应需要能量,其能量来源是:A. ATPB. NADC. GTPD.乙酰CoA15.组蛋白的修饰可引起核小体的解离,这种修饰是:A. 糖基化B. 腺苷化C. 磷酸化D. 乙酰化16. 磷酸化酶激酶活性的发挥依赖于:A. 镁离子B.钙离子C.氯离子D.锌离子17.胰岛素的功能单位是:A.单体B.二体C.四体D.六体18.DNA 合成仪合成DNA 片段时用的原料是:A. 4 种dNTPB. 4 种NTPC. 4 种dNDPD. 4 种脱氧核苷的衍生物19. 蛋白激酶A 催化蛋白质上氨基酸残基的磷酸化,它是:A.丝氨酸残基B.组氨酸残基C.酪氨酸残基D.门冬氨酸残基20. 端粒酶是一种蛋白质-RNA 复合物,其中RNA 起:A.催化作用B.延伸作用C.模板作用D.引物作用三、判断题(每题 1 分,共30 分,请在答题纸上标清题号,并将答案写在题号后,其中表述正确的写“对”,表述错误的写“错”)1. 糖酵解作用是葡萄糖在无氧条件下转变为丙酮酸所经历的一系列反应,在此过程中净生成两个ATP 分子。

分子生物学课件第六章DNA重组和转座

分子生物学课件第六章DNA重组和转座
1.1 概述
1.1.1 重组与变异
变异是生物进化的重要因素之一,生物对环境的适 应机制,自然选择的重要基础。 可遗传的变异: 突变 (点突变,染色体变异) 频率低,突变修复
遗传重组交换 染色体的自由组合 普遍发生 染色单体间的交换 自然界DNA分子均是重组体
分子克隆和转基因技术(in vitro) 分子生物学课件第六章DNA重组和转座
第六章 DNA的重组与转座
1 DNA的重组
1.1 概述 1.1.2 遗传重组的类型
根据的DNA序列和所需蛋白质因子的要求进行分类:
同源重组(homologous recombination)、位点专一 性重组(site-specific recombination)和转座重组 (transposition recombination)和异常重组 (illegitimate recombination)
3’
5’
切割
5’
3’
Meselson-Radding模型 单链入侵模型(链转移模型)
置换
侵入
同化 异构化 分支迁移
分子生物学课件第六章DNA重组和转座
双链断裂重组模型 实验表明,两DNA分子必需具有75 bp以上的同源区才 能发生同源重组,同源分区子生物小学课于件第六此章D数NA重值组和转将座 显著降低重组率。
遗传重组:生物体内的基因交流。 重组DNA技术:体外人为地将不同源的DNA组合在一起。
1.1.4 遗传重组的生物学意义
它能迅速增加群体的遗传多样性(diversity); 使有利突变与不利突变分开(separation); 通过优化组合(optimization)积累有意义的遗传信息。
分子生物学课件第六章DNA重组和转座

分子生物学复习题

分子生物学复习题

分子生物学思考题一、名词解释1、C值矛盾:C value paradox一种生物单倍体基因组的总量往往与种系的进化复杂性不一致的现象,即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然的联系,某些较低等的生物C值却很大。

2、DNA的重排:DNA rearrangement 是基因活性调节的一种方式。

这种调节主要是根据DNA片段在基因组中位置的变化,即从一个位置变换到另一个位置,从而改变基因的活性。

3、断裂基因(splite gene):真核生物结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称为断裂基因。

4、管家基因:house-keeping gene 是指所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。

管家基因是一类始终保持着低水平的甲基化并且一直处于活性转录状态5、奢侈基因:luxury gene 特定类型细胞中为其执行特定功能蛋白质编码的基因。

6、CpG岛: CpG双核苷酸在人类基因组中的分布很不均一,而在基因组的某些区段,CpG保持或高于正常概率,这些区段被称作CpG岛7、反式作用因子:能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上,参与调控靶基因转录效率的蛋白质。

8、顺式作用元件:存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。

顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等,它们的作用是参与基因表达的调控。

顺式作用元件本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点,要与反式作用因子相互作用而起作用。

9、RNA编辑:RNA editing RNA编辑是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。

具体说来,指基因转录产生的mRNA分子中,由于核苷酸的缺失,插入或置换,基因转录物的序列不与基因编码序列互补,使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成,不同于基因序列中的编码信息现象10、选择性剪接:alternative splicing选择性剪接(也叫可变剪接)是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同的mRNA剪接异构体的过程,而最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性,或者,在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。

分子生物学第7章 DNA的重组与转座

分子生物学第7章 DNA的重组与转座

Barbara McClintock 芭芭拉·麦克林托克) (芭芭拉 麦克林托克) 19021902-1992
C基因-Ds基因-Ac基因: Ac-Ds 控制系统 基因-Ds基因-Ac基因: Ac基因 基因 《玉米易突变位点的由来与行为》(1950),《染色体结构和基 玉米易突变位点的由来与行为》(1950), 因表达》 因表达》(1951)
7.2.2 细菌的特异位点重组
鼠伤寒沙门氏菌H1鞭毛蛋白和 鞭毛蛋 鼠伤寒沙门氏菌 鞭毛蛋白和H2鞭毛蛋 鞭毛蛋白和 白抗原表达的互变,称为鞭毛相转变, 白抗原表达的互变,称为鞭毛相转变, 这种转变是由H片段倒位决定的 片段倒位决定的, 这种转变是由 片段倒位决定的,此倒 位是由于特异重组位点hix发生重组后引 位是由于特异重组位点 发生重组后引 起的。 起的。
整合位点---attB、attP ◘ 整合位点 切除位点---attL、attR 切除位点 整合过程需要λ整合酶 ◘ 整合过程需要 整合酶 (integrase Int)( 编码) )(λ编码) )( 编码 和寄主的整合宿主因子IHF 和寄主的整合宿主因子 (integration host factor) ) 共同作用 ◘ 整合后的附着位点为 attL(BOP’) ( ) attR(POB’) ( )
Ⅰ型:两末端有相同的IS序列,或正向,或反向。 两末端有相同的IS序列,或正向,或反向。 IS序列 Ⅱ型:末端有反向重复序列。如TnA家族 末端有反向重复序列。 TnA家族
Tn A家族: A家族: 家族
TnA是复制型转座的转座子,长约5kb左右 TnA是复制型转座的转座子,长约5kb左右 。 是复制型转座的转座子 5kb 两端具有末端反向重复序列(而不是IS),长约38bp左右 IS),长约38bp左右, 两端具有末端反向重复序列(而不是IS),长约38bp左右, 任一个缺失都会阻止转座。 任一个缺失都会阻止转座。 中部的编码区编码三个基因:转座酶,解离酶和抗性基因, 中部的编码区编码三个基因:转座酶,解离酶和抗性基因, TnA家族都带有抗性标记 TnA家族都带有抗性标记 。 靶位点具有5bp的正向重复序列。 5bp的正向重复序列 靶位点具有5bp的正向重复序列。 解离位点( TnA家族特有的内部位点 家族特有的内部位点。 解离位点(res)是TnA家族特有的内部位点。

DNA的重组与转座

DNA的重组与转座
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根据不同的机制,可将重组分成4类: • 同源性重组(homologous recombination) • 位点特异性重组(site-specific
recombination) • 异常重组(illegitimate recombination) • 转座重组(transposition recombination)
• Holliday连接体也能通过碱基之间氢键的断裂 和再连接而发生左右移动。这个过程称为支链 迁移(branch migration)。
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• Holliday认为在DNA分子上存在某些位点,特 殊的引发重组的酶能够识别这些位点,确保两 条链在相同的部位被切断。
• 目前还没有足够的证据证明这些位点的存在。
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• 一旦Holliday连接体形成后,它能进行重排从 而改变链的彼此关系。这种重排称为异构化, 因为在此过程中没有键的割裂。
• 一旦形成Holliday连接体后,就能被拆分。是 否发生重组依赖于拆分时Holliday连接体的构 象。
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• Holliday模型被称为双链侵入模型,因为由于 每一个DNA分子的一条链侵入到另一个DNA 分子,它解释了在重组时两个DNA分子的异源 双链是如何形成的。
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• 真核生物减数分裂时的染色体之间的交换, 某些低等真核生物及细菌的转化、转导、 接合,噬菌体的整合等都属于同源性重组 这一类型。
• 在整个基因组中,同源重组的频率并不恒 定,并且跟染色体的结构有关。例如在异 染色体附近遗传物质的交换要受到抑制。
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1. 进行同源重组的基本条件
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Molecular Biology
Biotechnology Institute Hu Dongwei hudw@
Chpt 4. DNA rearrangement
1940, McClintock found the transposable genetic element (Transposon) in corn, which can alter the expression of adjacent genes. Transposon is common in both prokaryotic and enkaryotic cells, and in the viruses.
Replicative transposition
Replicative transposition creates a copy of the transposon, which inserts at a recipient site. The donor site remains unchanged, so both donor and recipient have a copy of the transposon. So transposition is accompanied by an increase in the number of copies of the transposon. Replicative transposition involves two types of enzymatic activity: a transposase (转座酶) that acts on the ends of the original transposon; and a resolvase (解离酶) that acts on the duplicated copies.
Nonreplicative transposition
Nonreplicative transposition allows a transposon to move as a physical entity from a donor to a recipient site. This leaves a break at the donor site, which is lethal unless it can be repaired. (Tn10,A3’ 3’CGAAAAAATATGATT5’ The 15 bp homologuous core sequence
Integration of l DNA by site-specific recombination
Immuno-DNA recombination
• Two IS elements in fact can transpose any sequence residing between them, as well as themselves.
Transposition occurs by both replicative and nonreplicative mechanisms
• Bacterial Transposon
Inserted sequence (IS,插入序列): the
simple transposition modules
• The IS elements are normal constituents of bacterial chromosomes and plasmids. A standard strain of E. coli is likely to contain several (<10) copies of any one of the more common IS elements. To describe an insertion into a particular site, a double colon is used; so λ::IS1 describes an IS1 element inserted into phage lambda. • The IS elements are autonomous units, each of which codes only for the proteins needed to sponsor its own transposition. Each IS element is different in sequence, but there are some common features in organization.
Some transposons use only one type of pathway for transposition, others may be able to use multiple pathways. (The elements IS1 and IS903 use both nonreplicative and replicative pathways)
A functional IS module can transpose either itself or the entire transposon. Composite transposons evolved when two originally independent modules associated with the central region.
All the IS elements except IS1 contain a single long coding region, coding for the transposase. IS1 has two separate reading frames; the transposase is produced by making a frameshift during translation to allow both reading frames to be used. The frequency of transposition varies among different elements. The overall rate of transposition is ~10-3—10-4 per element per generation.
Conservative transposition
Conservative transposition involves direct movement with no loss of nucleotide bonds; compare with lambda integration and excision.
Structure of an immunoglobilin
Transposon: DNA intermediated
Transposon (transposable element,转座子) is a DNA sequence able to insert itself at a new location withinin the genome. Transposons are found in both prokaryotes and eukaryotes. A eukaryotic genome contains a large number and variety of transposons. The fly genome has >50 types of transposon, with a total of several hundred individual elements.
The inverted repeats define the ends of a transposon. Recognition of the ends is common to transposition events sponsored by all types of transposon. Cis-acting mutations that prevent transposition are located in the ends, which are recognized by a protein(s) (transposase) responsible for transposition.
Site-specific Recombination
bacteriophage l
Recombination occurs in specific DNA sequences, which are recognized by proteins.
Lytic and lysogenic pathways of bateriophage l
Conservative transposition (保守型转座)refers to the movement of large elements, originally classified as transposons, but now considered to be episomes. The mechanism of movement resembles that of phage lambda. Nonreplicative transposition (非复制型转座) describes the movement of a transposon that leaves a donor site (usually generating a double-strand break) and moves to a new site. Replicative transposition (复制型转座) describes the movement of a transposon by a mechanism in which first it is replicated, and then one copy is transferred to a new site. Resolvase (解离酶) is enzyme activity involved in sitespecific recombination between two transposons present as direct repeats in a cointegrate structure. Transposase (转座酶) is the enzyme activity involved in insertion of transposon at a new site.
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