微生物中的转座因子

《微生物中的转座因子》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章微生物中的转座因子转座因子（transposableelement，TE）是一类广泛存在于细菌、病毒和真核生物DNA分子中一段可自主改变自身座位的DNA片段，它可以在同一细胞内DNA复制子间转移，也可以在一个复制子内部转移。转座因子是20世纪40年代由BarbaraMcClintock在进行玉米的遗传学研究时首先发现的，她因此而荣获了1983年度的诺贝尔奖。尔后在细菌中得到了广泛和深入的研究。转座因子的共同特征是：插入寄主DNA后，导致基因失活；插入时在靶DNA位点产生一个短的正向重复顺序。根据

2、转座因子的转座机理，将转座因子分为两类：第一类是DNA转座子(DNAtransposon)，其转座过程是从DNA→DNA，这类转座因子存在于原核生物和真核生物中，如细菌的转座子和插入序列；第二类是反转座子(retrotransposon)，其转座过程是以RNA为中间体，即从DNA→RNA→cDNA→DNA转座。第一节细菌转座因子的类型和结构细菌转座因子分为四个类型：插入序列（insertionsequence，IS）转座子（transposon，Tn）转座噬菌体（Mu）接合型转座子一、插入序列插入序列

3、也称IS因子，它是最简单的转座因子。IS因子的长度一般为0.7-2.5kb。命名：根据发现的先后或发现人的意愿，其命名是在IS后面用阿拉伯数字，如在大肠杆菌中几个不同的IS拷贝被命名为IS1、IS2、IS3等等。每一种类型的IS因子都有它自己特征性的反转重复序列。插入序列的结构有以下3个特点：①在IS的两端含有长度为10～40bp反向重复序列（invertedrepeatsequence，IR），两端的反向重复序列在IS的切割和DNA链转移中起作用。②大多数IS都含有一个编码转座酶（Transposn

4、ase简称Tnp）的长编码区，其启动子位于一端的反向重复序列之内，而刚好终止于另一端的反向重复序列之前或之内。转座酶负责识别切割转座子的两端以及在靶位点造成切口。有些IS含有2个或2个以上的开放阅读框架，它们除编码转座酶外，还编码用于调控转座酶活性的调节蛋白。插入序列的结构，IR表示反转重复IS插入目标DNA的靶序列（5bp）以及在IS两端的同向重复位点（蓝色阴影）。由于插入序列不编码可检测的表型性状，因此根据上述IS的特点，就可进行判断和鉴定。③在IS插入时，在靶DNA位点产生一个短的、长度一般为3

5、-9bp正向重复顺序(directrepeatsequence，DR)，分布在IS的两侧。插入序列长度/bp反向重复序列长度/bp靶位点长度/bp在染色体中的拷贝数IS1768239或86-10IS213274154-13IS31400383-45-6IS414281811或121-2IS5119516411-12表：部分插入序列的特征二、细菌转座子几乎就在发现IS因子的同时，微生物学家和遗传学家注意到细菌中某些对抗抗生素的基因能从一种DNA分子转移到另一种DNA分子。因此，将带有抗性基因并能在不同的

6、DNA分子之间移动的遗传单位叫做细菌转座子(bacterialtransposon，Tn)。Tn与IS的主要区别是携带与转座无关的药物抗性或其他特性的基因。Tn一般具有抗生素抗性的基因，因为这些基因容易鉴别，故研究得较为广泛和深入。转座子结构示意图：（A）为Tn5，在两个相向反转重复序列之间含有抗Km、抗Ble、抗Str的基因。（B）为Tn3，在两个反向反转重复序列间除含有编码转座酶基因外，还含有抗Ap的β-内酰胺酶基因和解离酶（Resolvase）基因。Tn还编码其他特性的蛋白，例如Tn951带有乳

7、糖发酵基因；Tn1681编码胞外肠毒素(enterotoxin)，是某些大肠杆菌菌株致肠病的因子。除此以外，不少转座子决定着细菌对汞、镉和砷等金属离子的抗性。细菌抗药性转座子一般可分为两类：复合转座子(compositetransposon)复杂转座子(complextransposon)复合转座子是由两个完全相同或类似的插入序列IS和某种抗药性基因组成的复合因子，IS作为Tn的两个臂或称两个末端，两个IS在Tn中做正向或反向排列。在这类转座子中，IS可以带动整个Tn的转座，也可单独进行转座。1.复合

8、转座子转座子长度kb遗传标记末端特征末端两IS排向IS关系IS功能来源Tn109.3TetRIS10RIS10L反向2.5%差异完整功能功能减弱G-细菌Tn55.7KanRIS50RIS50L反向1bp差异完整功能无功能G-细菌Tn9033.1KanRIS903反向相同都有功能G-细菌Tn92.5CamRIS1同向相同都有功能G-细菌Tn16812.08胞外肠毒素IS1反向相同都有功能G-细菌上表是一些复合转座子的基本特征，可以看出，Tn9、Tn903和