什么是转座子?转座子有哪些分类?

DNA的转座,或称移位(transposition),是由可移位因子(transposable element)介导的 遗传物质重排现象。与DNA的同源重组相比,转座作用发生的频率虽然要低得多,但它 仍然有着十分重要的生物学意义,这不仅因为它能说明在细菌中发现的许多基因缺失或 倒转现象,而且它常被用于构建新的突变体。

转座子(transposon,Tn) 是存在于染色体 DNA上可自主复制和位移的基本单位。研究结果表明转座子存在于所有的生物体内,人类基因组中有35%以上的序列为转座子 序列,其中大部分与疾病相关。

转座子分为两大类:插入序列(insertional sequence,IS)和复合型转座子。

1. 插入序列

插入序列是最简单的转座子,它不含有任何宿主基因。它们是细菌染色体或质粒 DNA的正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个IS。转座子常常被定位到特定的 基因中,造成该基因突变。科学上用标准命名法对这些突变进行编号,如λ::IS1表示有 一个IS1插入到λ噬菌体基因组内。IS 都是可以独立存在的单元,带有介导自身移动的 蛋白,也可作为其他转座子的组成部分。

常见的IS 都是很小的DNA片段(约1千碱基对),末端具有反向重复序列(inverted repeat),转座时往往复制宿主靶位点一小段(4~15碱基对)DNA,形成位于IS 两端的正向 重复序列(forward repeat)。除IS1以外,所有已知IS 序列都只有一个可读框,翻译 起始点紧挨着第一个反向重复序列,终止点位于第二个反向重复序列或重复序列附近。 IS1含有两个分开的可读框,只有移码通读才能产生功能型转座酶。

2.复合型转座子

复合型转座子(composite transposon)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, 表明IS 插入到某个功能基因两端时 就可能产生复合型转座子。一旦形成复合型转座子,IS 就不能再单独移动,因为它 们的功能被修饰了,只能作为复合体移动。大部分情况下,这些转座子的转座能力是由 IS 决定和调节的。

除了末端带有IS的复合转座子以外,还存在一些没有IS 的、体积庞大的转座子 (5000 bp以上)— —TnA 家族。这类转座子带有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38 bp 的反向重复序列。

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