反转录病毒及反转录转座子

转座子在转基因动物中的应用

转座子（ｔｒａｎｓｐｏｓｏｎ）又称跳跃因子，其实质是基因组上不必借助于同源序列就可移动的ＤＮＡ片段，它们可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点。自１９５１年美国Ｍｃ－Ｃｌｉｎｔｏｃｋ在玉米中首先发现了ＤＮＡ转座子（ＤＮＡｔｒａｎｓｐｏｓｏｎ）以来，转座子已成为各种生物的基因分析的有效工具之一。不仅利用转座子诱变已找到原核生物的单性生殖基因［３］；而且在真核生物中，Ｐ－转座子的发现和运用极大地促进了果蝇遗传学的发展。近来，一些其他的转座子元件，如ｈｅｒｍｅｓ，ｈｏｂｏ，ｍａｒｉｎｅｒ，ｍｉｎｏｓ和ｐｉｇｇｙＢａｃ已成功在Ｃｅｒａｔｉｔｉｓ、Ａｅｄｅｓａｅｇｙｐｔｉ、Ａｎａｓｔｒｅｐｈａｓｕｓｐｅｎｓｅ、Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａｖｉｒｉｌｉｓ、家蚕（Ｂｏｍｂｙｘｍｏｒｉ）以及包括鱼类、禽类在内的多种生物转基因中获得应用，２００５年７月复旦大学的丁昇在《ｃｅｌｌ》杂志上发表关于运用ｐｉｇ－ｇｙＢａｃ转座子作载体成功制作转基因脊椎动物—— —小鼠，更加显示了转座子作为转基因载体的优势与潜力。 １转座子的类型和基本结构 １．１ＤＮＡ转座子ＤＮＡ转座子是以ＤＮＡ－ＤＮＡ方式转座的转座子，可通过ＤＮＡ复制或直接切出两种方式获得可移动片段，重新插入基因组ＤＮＡ中，导致基因的突变或重排。但一般不改变基因组的大小。根据转座的自主性，ＤＮＡ转座子又分为自主转座子（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｅｌｅｍｅｎｔ）和非自主转座子（ｎｏｎａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｅｌｅｍｅｎｔ），前者本身能够编码转座酶而进行转座，后者则要在自主转座子存在时才能够实现转座。玉米的Ａｃ／Ｄｓ体系就是典型的一例。活化子Ａｃ（Ａｃｔｉｖａｔｏｒ）属于自主转座子，解离子Ｄｓ（Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）属于非自主转座子，只有在Ａｃ存在时，Ｄｓ才能转座。 １．２反转录转座子反转录转座子不同于转座子，是以ＤＮＡ－ＲＮＡ－ＤＮＡ的途径来实现转座的，在整合酶的作用下新生成的以ＤＮＡ状态存在的反转录转座子整合到宿主基因组中。这样，反转录转座子在宿主基因组中的拷贝数得到不断积累，从而使基因组增大。由于反转录转座子带有增强子、启动子等调控元件，所以会影响宿主基因的表达，在生物进化过程中反转录转座子起着不可忽视的作用［４］。 根据是否具有编码反转录酶的能力，反转录转座子可以分为两个家族：自主性反转录转座子和非自主性反转录转座子O按照序列结构中有无长末端重复序列（ｌｏｎｇｔｅｒｍｉｎａｌｒｅ－ｐｅａｔｓｅｑｕｅｎｃｅ，ＬＴＲ）又可分为有ＬＴＲ反转录转座子和无ＬＴＲ反转录转座子。自主性反转录转座子包括内源性反转录病毒（ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓｒｅｔｒｏｖｉｒｕｓｅｓ，ＥＲＶ）、ＬＴＲ反转录转座子及长散在元件（ｌｏｎｇｉｎｔｅｒｓｐｅｒｓｅｄｎｕｃｌｅａｒｅｌｅｍｅｎｔｓ，ＬＩＮＥｓ）O非自主性反转录转座子包括短散在元件（ｓｈｏｒｔｉｎｔｅｒｓｐｅｒｓｅｄｎｕｃｌｅａｒｅｌｅｍｅｎｔｓ，ＳＩＮＥｓ）及修饰性反转录假基因（ｐｒｏｃｅｓｓｅｄｒｅｔｒｏｐｓｅｕ－ｄｏｇｅｎｅ）。 ２转座子的转座机制 转座子都具有编码与转座作用有关的酶—— —转座酶的基因，而末端大多数都是反向重复序列。转座酶既识别转座子的两末端，也能与靶位点序列结合。转座作用的机制是转座子插到新的位点上产生交错切口，所形成的突出单链末端与转座子两端的反向重复序列相连，然后由ＤＮＡ聚合酶填补缺口，ＤＮＡ连接酶封闭切口，交错末端的产生与填补说明了靶ＤＮＡ在插入位点存在正向重复，两条链上切口之间的交错取决于正向重复的长度，因此，每个转座子所特有的靶重复序列，反映了切割靶ＤＮＡ的酶的几何形状。 ３主要运用于动物的几种转座子 ３．１Ｐ－转座子Ｐ－转座子最初于果蝇中发现，并研究了其结构与功能，建立了Ｐ－转座子和转座酶辅助系统。该转座子能只在果蝇中作用。但该系统为以后的转基因动物提供了理论和实验基础。Ｐ－转座子长度为２．９ｋｂ，具有３１ｂｐ的末端反向重复序列（ＩＲＴ）。中间有编码转座酶的可转录单位，以此产生转座子的精确切出和准确插入另一染色体位点（切出—粘贴反应）。Ｐ—转座子的功能还受其他核因子的影响，这些因子可能是不同昆虫中转座子发挥功能与否的条件。３．２Ｍｉｎｏｓ转座子Ｍｉｎｏｓ转座子是从海德尔果蝇Ｄ．ｈｙｄｅｉ中分离得到的，并首先应用与果蝇以外的昆虫转基因。Ｍｉｎｏｓ转座子长度位１．４ｂｐ，具有较长的１００ｂｐ的末端反向重复序列（ＩＲＴ）。可转录单位为１个内含子。以地中海果蝇白眼基因为报告基因的研究表明，Ｍｉｎｏｓ转座子的转座效率在ＧＯ带１～３％，并能在双翅目核鳞翅目昆虫细胞及按蚊Ａｎｃｐｈｅｌｅｓｓｔｅｐｈｅｎｓｉｉ和大果蝇Ｄ。Ｖｉｒｉｌｉｓ昆虫个体中实现转座。３．３Ｍｏｓｌ（ｍａｒｉｎｅｒ）转座子Ｍｏｓｌ（ｍａｒｉｎｅｒ）转座子是从马里塔尼亚果蝇Ｄ。Ｍａｕｒｉｔｉａｎａ中发现的。长度２８ｂｐ的末端反向重复序列（ＩＲＴ）和特意性的ＴＡ目标结合位点。Ｍｉｎｏｓ转座子是至尽为止研究最深入的转座子之一。 ３．４ｈｏｂｏ转座子因为Ｐ转座子只能在果蝇中实现转座，因此寻找其他转座子系统十分必要。Ｈｏｂｏ转座子就是其中 转座子在转基因动物中的应用 刘冬 （山西农业大学研究生学院，太谷０３０８０１） 摘要：转座子是发现新基因和基因功能分析的有效工具之一，作为插入突变原和分子标签已被广泛用于基因的分离和克隆，一些转座子已作为转化载体用于制备转基因动植物。转座子对多种生物尤其是对脊椎动物的成功转化让人们看到了他们作为转基因载体的巨大潜能。 关键词：转座子；转基因动物；昆虫；鱼类；哺乳动物 专论与综述 畜牧兽医科技信息２００７．０７ １８

逆转录病毒

逆转录病毒（Retroviruses）归类于逆转录病毒科（Retroviridae），包括一大类含有逆转录酶（reversetranscriptase）的RNA病毒，分为肿瘤病毒亚科、泡沫病毒亚科和慢病毒亚科，每一亚科又有若干个属（表33-1）。肿瘤病毒亚科（oncovirinae）大多引起禽类、猫、鼠、猴等动物肿瘤，与人类疾病相关者有人类嗜T细胞病毒（humanT-celllymphotropicvirus,HTLV）；泡沫病毒亚科（spumavirinae）的致病作用尚不清楚；慢病毒亚科（lentivirinae）中的人类免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus,HIV）则是艾滋病的病原体，正受到人类的广泛关注。三个亚科病毒的生物演化和亲缘关系见图33-1。 第一节人类免疫缺陷病毒 人类免疫缺陷病毒（HIV），是获得性免疫缺陷综合征（acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS）的病原体。AIDS首次报道于1981年，1984年证实其病原为HIV。因病毒最初分离于淋巴腺综合征的同性恋患者血清，曾称之为淋巴腺病相关病毒（lymphadenopathy-associatedvirus,LAV），此后分别又有人类嗜T细胞病毒Ⅲ型（HTLV-Ⅲ）、AIDS相关病毒 （AIDS-relatedvirus,ARV）之称。1986年经国际病毒分类委员会（InternationalCommitteeonTaxonomyofViruses,ICTV）建议，将LAV、HTLV-Ⅲ和ARV统一命名为人类免疫缺陷病毒，俗称艾滋病病毒。HIV分HIV-1型和HIV-2型，前者引起全球AIDS流行，后者主要分离自西部非洲的艾滋病患者。HIV感染的范围在逐步扩大，我国自1985年发现首例AIDS以来，感染人数逐年快速增长，严重威胁着人类的身心健康，受到人们的广泛关注。 一、生物学性状 （一）形态与结构 成熟的病毒直径100~120nm、20面体对称结构、球形，电镜下可见一致密圆锥状核心，内有病毒RNA分子和酶，后者包括逆转录酶、整合酶（integrase）和蛋白酶（protease）。HIV的最外层为脂蛋白包膜，膜上有表面蛋白（gp120）和相嵌蛋白（gp41）两种糖蛋白，gp120为刺突，gp41为跨膜蛋白。包膜内面为P17构成的基质蛋白（matrix），其内为衣壳蛋白（P24）包裹的RNA。。 HIV基因组由两个拷贝的正链单股RNA组成，在其5’端可通过氢键结合构成二聚体。HIV的基因组成较其他逆转录病毒复杂，全长约9.7kb，含有gag、pol、env三个结构基因，以及tat、rev、nef、vif、vpr、vpu等调控基因（图33-3）。在基因组的5’端和3’端各含长末端重复序列(longterminalrepeat,LTR)，HIV的LTR含顺式调控序列，控制着前病毒基因的表达。在LTR区有启动子、增强子及负调控区。核酸杂交显示，HIV-1与HIV-2的核苷酸序列，仅40%相同。 1．结构基因 （1）gag基因：是编码病毒衣壳、基质等结构蛋白的基因。其表达产物初为55kD的前体蛋白（p55），后在HIV蛋白酶作用下进一步裂解为p24、p17和p15。P24组成包裹在HIV核酸外的衣壳蛋白(capsid,CA)，其特异性较强，除HIV-1和HIV-2之间存在轻度交叉反应外，与其他逆转录病毒无交叉抗原成分；p17构成包膜内的基质蛋白；p15则可进一步裂解为与RNA结合的蛋白（p9和p7）。 （2）pol基因：编码HIV复制所需的酶类，诸如逆转录酶（p66/p51）、整合酶（p32）和蛋白酶。Pol基因有万分之一的突变率，对抗叠氮胸苷（具有抗病毒作用的核苷类似物）的HIV突变株的形成，即与pol上HIV逆转录酶基因

转座子标签法克隆分离植物基因的研究进展

转座子标签法克隆分离植物基因的研究进展 胡英考 (首都师范大学生物系,北京100037) 摘　要:　转座子标签法是克隆与分离植物基因的一项十分有效的方法。概述了转座子标签技术克隆与分离植物基因的基本原理与方法,介绍了可用于转座子标签技术的转座子,对于转座子标签系统以及在克隆与分离异源植物基因方面的主要成就进行了综述,并对将来的研究方向进行了讨论。 关键词:　转座子　转座子标签　基因克隆 Progress of Plant G enes Cloning and Isolation by T ransposon T agging Hu Y ingkao (Biology Depart ment of Capital Normal U niversity,Beiji ng100037) Abstract:　Transposon tagging is an effective method for plant gene cloning and isolation.The principle and proce2 dure of transposon tagging are summarized and the trans poson used for plant gene cloning and isolation are introduced in this paper.The progress of transposon tagging system and alloplant gene cloning and isolation were reviewed.The per2 spective of trans poson tagging was also discussed. K ey words:　Transposon　Transposon tagging　G ene cloning 分子生物学的迅速发展,为人们提供了许多分离植物基因的有效方法。传统上,可根据已知基因的产物推测其相应的核苷酸序列,再据此序列合成寡核苷酸探针,从cDNA文库或基因组文库中钓取目的基因,此即所谓的功能克隆(functional cloning)。近年来,表型克隆(phenotypical cloning)发展十分迅速,它是根据材料间表型的差异,来克隆引起这种差异的基因的方法。但是,在大多数情况下,我们既不知道基因的表达产物,又没有适宜的相对表型用于表型克隆,此时最常用的基因克隆技术是图位克隆(map2based cloning or positional cloning)[1]和转座子标签(transposon tagging)技术[2]。以下仅对转座子标签技术在植物基因克隆中的研究进展作一综述。 1　转座子标签法克隆植物基因的原理与方法 转座子(transposon)又称转座因子或移动因子,最早在1951年由美国遗传学家McClintock在研究玉米籽粒色斑不稳定现象而提出来的,但该概念直到1967年在大肠杆菌中发现插入序列这类转座因子后才被普遍承认和接受,现在我们知道,转座子在生物界是普遍存在的。 转座子是染色体上一段可以移动的DNA序列,它可以从一个基因座位转移到另一个基因座位,当转座子插入到某个功能基因内部或邻近位点时,就会使插入位置的基因失活并诱导产生突变型,通过遗传分析可以确定某基因的突变是否由转座子引起,由转座子引起的突变可用转座子DNA为探针,从突变株的基因组文库中钓取含该转座子的DNA 片段,获得含有部分突变株DNA序列的克隆,然后以该DNA序列为探针,筛选野生型植株的基因组文库,最终得到完整的目的基因[3]。在转座子作为外源基因通过农杆菌介导等方法导入植物时,由于T2DNA整合到基因组所引起的插入突变,也可用上述原理来克隆基因,这样就大大提高了分离基因的效率。 利用转座子标签法分离植物基因的主要步骤如下:(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 生物技术通报 ?综述与专论? B IO TECHNOL O G Y　BULL ETIN 2003年第2期

转座子的研究进展

转座子及其相关技术的研究 摘要：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，转录组的活动对生物体基因组的转录以及演变存在着严重影响，本文就转座子的基因机理及特征、转座子沉默、转座子的标签技术以及其在植物中的运用进行阐述。 转座子是存在于DNA上可自主复制和移位的基本单位。MclCintockl’嗜次在玉米中的发现改变了人们对基因组序列稳定性的认识，打破了遗传物质在染色体上呈线性固定排列的传统理论。目前认为，多数生物体有自发突变且有重要表型效应出现的原因源于转座子的可动性，并且可以导致宿主基因组发生从点突变到染色体重排的一系列变化，转座子在进化上为建立宿主基因特性起着重要作用。 1.转座子特征与分类 基因转座时发生的插入作用中受体分子都有一段3-12bp的靶序列DNA会自我复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。转座子可以分为两大类：以DNA-DNA方式转座的转座子和反转录转座子。第一类转座子可以通过DNA复制或直接切除两种方式获得可移片段,重新插入基因组DNA中。第二类转座子又称为返座元，在结构和复制上与反转录病毒类似，它通过转录合成mRNA,再逆转录合成新的元件整合到基因组中完成转座。 2转座子相关技术 2.1转座子分离方法 有4种方法用来分离转座子:(l)转座子诱捕法，此法适用于分离具有相当高的整合和切割频率的转座子。(2)Southern杂交法，此种方法需要有适当的探针，用于检测已知的转座子。(3)重复DNA序列鉴定法，适用于高拷贝数的无论是否有活性的转座子。(4)PcR扩增法，对己知序列的转座子可以设计引物直接PCR扩增。

植物反转录转座子及其分子标记

植物反转录转座子及其分子标记 王子成1，2李忠爱2邓秀新1 （1华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室，湖北武汉，430070 2 河南大学生命科学学院，河南开封，475001） 摘要：反转录转座子（retrotransposon）是真核生物中一类可移动因子，可分为LTR反转录转座子和非LTR反转录转座子。反转录转座子以高拷贝在植物界广泛分布，可以通过纵向和横向分别在世代之间和不同种之间进行传递，同一家族的反转录转座子具有高度的异质性. 在一些生物的和非生物的逆境条件下，反转录转座子的转录可以被激活。由于反转录转座子的特点，使其作为一种分子标记得以应用。S-SAP，IRAP，REMAP和RBIP等分子标记相继发展起来，在基因作图、生物遗传多样性与系统进化、品种鉴定等方面具有广泛的应用前景。 关键词反转录转座子，分子标记 Plant retrotransposons and their molecular markers Wang Zicheng1，2Li Zhongai2Deng Xuixin1 1 National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agriculture university Hubei Wuhan, 430070 2 College of life science ,Henan University, Henan Kaifeng, 475001 Abstract: Retrotransposons are a class of eukaryotic transposable elements, consisting of the long terminal repeat (LTR) and non-LTRretrotransposons. Retrotransposons are ubiquitous in the plant kingdom by high copy number and can be transmitted between generations by vertical transmission and between species by horizontal transmission. The same family retrotransposons presented highly heterogeneous populations in all higher plant genomes. Many of the plant retrotransposons are transcriptionally activated by various biotic and abiotic stress factors. Retrotransposons are used as molecular markers for their traits. S-SAP, IRAP, REMAP and RBIP are developed and will be applied widely in gene mapping, genetic biodiversity and phylogeny studies, and cultivar certification. Key words: retrotransposons molecular markers 反转录转座子是广泛分布于真核生物中的一类可移动因子，因其转座需经过由RNA介导的反转录过程而得名。自从1984年第一例植物反转录转座子报道(Shepherd,1984) 以来，大多数的植物中都已发现有反转录转座子的分布(Price et al,2002; Linares et al, 2001; Hernandez et al,2001; V erries et al,2000; Asins et al,1999)。反转录转座子在植物基因组中占有相当大的比例，但国内关于这方面的研究相对较少，本文就近年来植物反转录转座子的研究进展进行综述，并对基于反转录转座子的分子标记及其应用进行初步的介绍，以引起大家对这一领域的关注。 1 植物中的反转录转座子类型与结构 在真核生物中，根据是否包含有LTR而将反转录转座子分为两大类，即LTR反转录转座子和非LTR反转录转座子。LTR是研究较多的反转录转座子，根据它们序列的相似程度 王子成，男，1974年12月生，华中农业大学00级博士生，主要从事植物生物技术方面的研究。E－mail:wangzichengainuo@https://www.wendangku.net/doc/1915537554.html,.导师简介：邓秀新，男，1961年11月生，华中农业大学长江学者特聘教授，主要从事植物生物技术研究。E-mail:DXXWWLJ@https://www.wendangku.net/doc/1915537554.html, 国家自然科学基金资助项目：编号（30170472）

植物基因组中微型反向重复转座元件(MITE)研究进展

植物基因组中微型反向重复转座元件(MITE)研究进展1 孙海悦，张志宏* 沈阳农业大学园艺学院，沈阳（110161） E-mail：zhangz@https://www.wendangku.net/doc/1915537554.html, 摘要：微型反向重复转座元件(miniature inverted repeat transposable element， MITE)是一类特殊的转座元件，其在结构上与有缺失的DNA转座子相似，但具有反转录转座子高拷贝数的特点。MITE时常与基因相伴，对基因调控可能起重要作用，因此，MITE正逐渐成为基因和基因组进化及生物多样性研究的一种重要工具。本文综述了植物基因组中MITE的研究进展，并对其应用前景进行了展望。 关键词：微型反向重复转座元件，基因，进化 转座元件（transposable elements）是指在生物细胞中能从同一条染色体的一个位点转移到另一个位点或者从一条染色体转移到另一条染色体上的DNA序列。转座元件是真核生物基因组的主要成分，根据转座媒介的不同而分为两类，即类型I和类型II (Casacuberta and Santiago， 2003)。类型I转座元件以RNA为媒介进行转座，即作为DNA的转座元件首先被转录为RNA，再借助反转录酶/RNase H反转录为DNA，插入到新的染色体位点，因此，类型I转座元件也被称为反转录转座子(retrotransposon)。类型II转座元件直接以DNA为媒介进行转座，因此，类型II转座元件也被称为DNA转座子（DNA transposon）。反转录转座子的“复制和粘贴”转座机制使其可以快速地增加拷贝数，所以在真核生物基因组中占很高的比例；而DNA转座子的“剪切和粘贴”转座机制不增加拷贝数，所以其在基因组中仅有少量重复(Bennetzen， 2000)。微型反向重复转座元件(miniature inverted repeat transposable element， MITE)是20世纪90年代发现的一类特殊的DNA 转座子(Bureau and Wessler， 1992；Bureau and Wessler， 1994)，其在结构上与非自主DNA转座子相似，但具有反转录转座子的高拷贝数特点 (Feschotte， et al.， 2002a)。MITE在植物基因组中广泛存在，时常与基因相伴(Mao et al.， 2000)，对基因调控可能起重要作用 (Bureau and Wessler，1994; Wessler et al.，1995; Bureau et al.， 1996 )，并可能在基因组进化及生物多样性形成中扮演着重要角色。 1. MITE的结构 MITE最早发现于禾本科植物中（Bureau and Wessler， 1992），后来发现MITE也存在于其它显花植物及动物基因组中(Feschotte et al.， 2002b)。MITE在结构上与DNA转座子的非自主元件相似（图1），但MITE的高拷贝数、特征靶位点和家族内序列的一致性，使其明显不同于已鉴定出的非自主元件(Wessler et al.， 1995)，因此，MITE被认为是一类新的DNA转座子。MITE家族是丰富而多样的，但其仍有许多一般特性，如长度短（<500 bp），有靶位点重复(target site duplication，TSD) 和末端反向重复序列(terminal inverted repeat， TIR)，缺乏编码能力，一般富含A/T。在有些情况下，TIR可以形成稳定的茎环结构(Wessler et al.， 1995)。 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金项目（编号：20050157003）资助 *通讯作者：张志宏，教授、博士，研究方向：果树生物技术。

第八讲 转座子与异染色质

中国科学院大学研究生“表观遗传学”课程 高等植物表观遗传调控 —转座子

Transposable Elements ?Classification and transposition ?Plant genomes and evolution ?Epigenetic regulation and transposon silencing ?Impact of transposable elements on plant development ?Impact of transposable elements on human disease

Transposons ?Fragments of DNA that can insert into new chromosomal locations ?Some copy themselves and increase in number within the genome ?Responsible for large scale chromosome rearrangements and single-gene mutagenic events Surridge, C. (2001) Nature Review Genetics. 2: 404.

Content of T ransposable Elements in Various Genomes 拟南芥 水稻 玉米 小麦 人

Controlling transposable element (TE) ?First identified by McClintock in maize ?Ubiquitously present with high abundant in plant and animal genomes ?Transposition of TEs is a major driving force for genome evolution ?Host genomes have evolved diverse mechanisms to limit harmful mobilization ?Epigenetic regulation has been implicated to control TE activities

转座子综述

转座子小综述 09生物技术一班汪晨皓 200915070123摘要 转座子又称跳跃因子,其实质是基因组上不必借助于同源序列就可移动 的 DNA片段,它们可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点。自 1951年美国McClintock在玉米中首先发现了 DNA转座子以来, 转座子已成为各种生物基因分析的有效工具之一[ 1]不仅可利用转座子诱变找到原核生物的单性生殖基因, 而且在真核生物中, 转座子的发现和运用极大地促进了果蝇遗传学的发展。人们已经应用各种方法, 在生物界各个领域证实了转座子系统的广泛存在[ 2]。利用转座子特有的转座功能, 将带有标记的转座子插入目的基因或基因组,产生了转座子标签技术、转座子定点杂交技术、转座子基因打靶技术和非病毒载体基因增补技术。人们利用这些技术, 可以确定基因组的功能、基因组间的功能差异;可以改变目的基因的活性, 获得转基因生物; 可以阻断毒力基因, 获得基因疫苗; 可以促进基因整合, 进行基因治疗等。转座子的发现改变了人们对基因组序列稳定性的认识, 打破了遗传物质在染色体上呈线性固定排列的传统理论。转座子插入新的位点后, 该位点附近的基因即受到抑制而呈现隐性的睡美人表型。一旦转座子在转座酶的作用下从这一位点上转走, 该位点的基因隐性表型又恢复为显性表型, 即睡 美人苏醒。调控转座酶和转座子活性的系统称为青蛙王子( Frog Pri nce) [ 3]。目前,认为多数生物体有自发突变且有重要表型效应出现都源于转座子的可动性, 并且可以导致宿主基因组发生从点突变到染色体重排的一系列变化。转座子在进化上为建立宿主基因特性起着重要作用。用特异的开放阅读框捕获技术, 可以使自然散在的转座酶编码基因高度表达,人为催化激活转 座子使其苏醒 , 执行插入、黏贴、切除等任务。目前已经应用于微生物、昆虫、植物、动物及人类基因组功能的研究[ 2], 例如蛙类基因组含有水手转座子超家族, 呈自然失活状态, 转座酶与转座增强子序列末端结合, 在蛋白协助下, 激活转座子, 使睡美人转座子苏醒[ 4]。 关链词 睡美人；转座子；相关技术；应用 转座子系统又称“睡美人”转座子系统，因该系统在自然状态下发生转座的能力不足, 大多数突变基因处于抑制“睡眠”状态而得名。由此发展起来的相关技术有转座子标签技术,定点杂交技术,转座子基因打靶技术, 非病毒载体基因增补技术即转座子“睡美人苏醒”技术。本文就转座子及其相关内容做一概要的总结。 转座子又称可移动基因, 跳跃基因, 是一种可在基因组内插入和切离并能改变自身位置的DNA序列。早在20 世纪50 年代, 首先由McClintock 在玉米中发现,从而改变了人们对基因组序列稳定性的认识,打破了遗传物质在染色体上呈线性固定排列的传统理论。目前生物体中所发现的10%的突变是由于它抑制其他基因的表达而形成的[ 5].转座子在进化上为建立宿主基因特性 起着重要作用。 转座子学说使McClintock荣获1983年诺贝尔生理医学奖[3].然而需要强 调的是, 并不是所有具有转座子基因的个体都可以发生转座子转座,转座能 力个体间有很大差别, 在有转座酶存在的情况下，通常情况受到一个激活因子Ac的控制。当细胞中有Ac时转座子才发生转座, 细胞中无Ac时转座子处于

转座子

转座子 科技名词定义 中文名称：转座子 英文名称：transposon;Tn 定义1：转座元件中的一种，具有完整转座元件的功能特征并能携带内外源基因组片段(单基因或多基因)。在基因组内移动或在生命体之间传播并可表达出新的表型。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；基因表达与调控（二级学科） 定义2：转座因子中的一种。除含与转座有关的基因外，还含抗药基因、抗重金属基因和接合转移基因等，可赋予受体细胞一定的表型特征。 所属学科：遗传学（一级学科）；分子遗传学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 Ac-Ds转座元件 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。 目录

编辑本段简介 Transposon a segment of DNA that can become integrated at many different sites along a chromosome (especially a segment of bacterial DNA that can be translocate 转座子引起的插入突变 d as a whole)

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。 玉米“花斑”由一种转座因子的存在所导致 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”。两个“臂”可以是正向重复，也可以是反向重复。这种复合型的转座因子称为转座子(trans—poson，Tn)。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。Tn两端的IS有的是完全相同的，有的则有差别。当两端的IS完全相同时，每一个IS都可使转座子转座；当两端是不同的IS时，则转座子的转座取决于其中的一个IS。Tn有抗生素的抗性基因，Tn很容易从细菌染色体转座到噬菌体基因组或是接合型的质粒。因此，Tn可以很快地传播到其他细菌细胞，这是自然界中细菌产生抗药性的重要来源。 两个相邻的IS可以使处于它们中间的DNA移动，同时也可制造出新的转座子。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(TetR)，当TnlO整合在一个环状DNA分子中间时，就可以产生新的转座子。当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。

梨反转录转座子逆转录酶序列预测及其进化和转录分析

园艺学报，（）：– 2014411121962207 http: // www. ahs. ac. cn Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@https://www.wendangku.net/doc/1915537554.html, 收稿日期：2014–07–08；修回日期：2014–10–10 基金项目：国家自然科学基金项目（31201592） 梨反转录转座子逆转录酶序列预测及其进化和转录分析 蒋 爽，蔡丹英，滕元文* （浙江大学园艺系，农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室，杭州 310058） 摘 要：基于生物信息学方法对‘酥梨’基因组中不同类型的逆转录酶进行预测，共获得345条copia 类和99条gypsy 类逆转录酶。通过系统聚类，copia 类逆转录酶可分为Ivana 、Ale 、TAR 、Angela 、Maximus 和Bianca 等6类；gypsy 类逆转录酶可分为Athila 、Tat 、CRM 、Reina 和Tekay 等5类。序列比对结果显示梨中逆转录酶具有较高的异质性，copia 类逆转录酶序列分歧度为0.44，gypsy 类为0.38。挑选出8类逆转录酶设计引物，并对梨属其它植物进行PCR 扩增，结果显示这8类逆转录酶广泛存在于梨属植物中。在砂梨品种‘圆黄’的叶片、种子和果实中均发现该8类逆转录酶存在一定的转录水平，这是首次发现在梨属植物正常生长组织中逆转录酶发生转录。 关键词：梨；Ty1-copia ；Ty3-gypsy ；逆转录酶；预测 中图分类号：S 661.2 文献标志码：A 文章编号：0513-353X （2014）11-2196-12 Prediction ，Evolution and Expression Analysis of Reverse Transcriptase of LTR Retrotransposons in Pear JIANG Shuang ，CAI Dan-ying ，and TENG Yuan-wen * （Department of Horticulture ，The State Agricultural Ministry Laboratory of Horticultural Plant Growth ，Development & Quality Improvement ，Zhejiang University ，Hangzhou 310058，China ） Abstract ：Different types of reverse transcriptase （RT ）sequences in the whole genome of Pyrus pyrifolia white pear group ‘Suli ’were predicted by bioinformatics methods. A total of 345 RT sequences were obtained from copia group and 99 RT sequences were from gypsy group. The cluster analysis indicated that there were six lineages （Ivana ，Ale ，TAR ，Angela ，Maximus and Bianca ）in copia group and five lineages in gypsy group （Athila ，Tat ，CRM ，Reina and Tekay ）. Sequence alignment showed a high heterogeneity in both copia group and gypsy group ，and the divergence of RT in both groups was 0.44 and 0.38，respectively. Eight types of RT were selected to design primers ，each pair of primers showed clear amplified bands by PCR using genomic DNA of other Pyrus species. Eight types of RT were expressed with different levels in leaves ，seeds and fruits of ‘Wonhwang ’pear ，which was the first report on the expression of RT in the organs of pear trees under normal growing condition. Key words ：Pyrus ；Ty1-copia ；Ty3-gypsy ；reverse transcriptase ；prediction * 通信作者 Author for correspondence （E-mail ：ywteng@https://www.wendangku.net/doc/1915537554.html, ）

基因工程 植物转座子在基因克隆中的应用

邯郸农业高等专科学校学报2000年第17卷第3期第20页 J OURNAL OF HANDAN AGRICULTURAL COLLEGE2000117(3):20植物转座子在基因克隆中的应用 蔡玉红　邢少辰 (邯郸农业高等专科学校,永年057150)　Ξ 摘　要:本文系统介绍了目前植物中转座子的种类、结构特征和在基因转化、基因克隆等方面的应用新进展,同时也详细介绍了类copia逆转座子在水稻上的应用研究。 关键词:植物;转座子;进展 转座子(transpos on)又称转座因子或者跳跃因子,这类因子实际上也是DNA片段,它可以在生物的染色体组中移动,从染色体的一个位点“跳”到另一个位点,还可以从一条染色体转移到另外一条染色体上,从而引起基因功能的改变。转座子是1951年美国玉米遗传育种学家Mcclintock最早发现的,她是针对玉米籽粒中色斑不稳定现象而提出来的。当时这是一个新概念,它突破了以往人们认为基因在染色体上的位置是固定不变的认识,所以一开始并不被大家接受,直到1967年在大肠杆菌(E.coli)的半乳糖操纵子研究中发现了这类插入序列,才得以被普遍认同。现在的研究说明,在生物界中转座子是普遍存在的,并认为在生物的遗传进化方面有重要作用。 1　转座子的种类 根据DNA的结构和转座的机理,可以将转座子分成二个大家族(superamil)。第一类是转座子(transpos on),这类因子是基于DNA—DNA的转座过程,是最早发现的一类转座因子。目前应用最成功的当属玉米中的Ac/Ds系统,除此之外,还有玉米中的spm因子,金鱼草中的T am因子等;第二类是逆转座子(retrotranspos on),这类因子的转座过程是基于DNA—RNA—DNA的转录和逆转录过程,因为和研究的比较清楚的逆转录病毒过程十分相似,故归为一类,属于这一类的因子有果蝇中的copia因子,酵母中的T y因子,烟草中的类T y1因子。 2　转座因子的结构特征 根据结构不同,转座子可以分成简单转座子和复杂转座子,前者可以直接插入到其它位置,所以又称为插入序列,如大肠杆菌的IS插入序列即属于这一类,其大小为768bp;后者除了具有上述结构外,还附带有一个到几个基因,有些可以携带遗传标记,则更好,如大肠杆菌的Tn3因子带有抗氨苄青霉素的标记,可以方便地用于筛选。 这二类转座子在结构上均具有二个特征,分别是(1)两端含有20—40个核苷酸的倒转重复序列;(2)含有可以编码转座酶的基因,而转座酶则为转座子插入新位点提供“动力”,没有它,转座子就不能进行转座。 3　转座子的应用 就目前的研究情况看,转座子的作用不仅可以在同源植物当中发挥,而且在异源植物中也有转座功能,利用这一个特点,就产生 Ξ收稿日期:1999—09—15

马铃薯全基因组LTR反转录转座子分析

马铃薯全基因组LTR反转录转座子分析 Abstract：LTR retrotransposons in potato（Solanum tuberosum）genome were analyzed by LTR-FINDER software. Results showed that there were 4 725 full-length LTR retrotransposons with average length of 7 393 bp，accounting for about 4.95% of potato genome bases. The length of LTR in LTR retrotransposons was 786 bp. Phylogenetic tree showed that LTR retrotransposons of potato had high genetic diversity and high heterogeneity. Key words：LTR retrotransposons；potato（Solanum tuberosum）；genome；phylogenetic tree 马铃薯（Solanum tuberosum）为茄科茄属一年生草本植物，是世界第四大粮食作物，它营养全面、适应性广、用途多、产业链长，是全球重要的粮食作物，也是农业生产中加工产品最丰富的原料作物[1]。遗传多样性是生物多样性研究的核心问题之一，在一定程度上决定了物种的分布以及数量多样性[2]。对马铃薯的遗传多样性进行研究有助于认识马铃薯的进化过程或适应机理，以及马铃薯种群的地理分布格局、数量增长、优良品种选育、资源鉴别和利用以及病害检测和防治等方面的问题。目前分子标记技术作为研究植物遗传多样性、作物品种纯度鉴定、种质资源分类、遗传图谱构建等方面的重要方法已经得到广泛应用[3-5]。 植物基因组中反转录转座子的大小随植物种类的不同和反转录转座子类群的差异而变化很大，具有高拷贝数、高异质性和广泛存在于植物基因组中等特点[6]。大量证据表明反转录转座子是植物基因组进化和物种多样性形成的主要来源，因此成为研究基因克隆、基因表达及其功能、生物多样性以及生物进化机制研究的重要工具[7]。IRAP（Inter- retrotransposon amplified polymorphism，逆转录转座子插入位点间扩增多态性）和REMAP（Retrotransposon-microsatellite amplified polymorphism，逆转录转座子微卫星扩增多态性）[8]均是基于反转录转座子的分子标记方法，已在茄科作物的遗传多样性研究领域得到应用，其中REMAP是根据反转录转座子两端的LTR保守序列和微卫星序列设计引物，检测反转录转座子与简单重复序列之间的多态性，IRAP是一种检测反转录转座子插入位点间多态性的分子标记[8，9]。反转录转座子两侧翼具有长末端重复序列（Long terminal repeat，LTR），其长度从100 bp到5 kb不等，以RNA为中间体通过复制—粘贴的模式进行复制[6]，在植物中拷贝数多，且散布于各染色体，非常利于分子标记的开发[10]。本研究利用LTR反转录转座子快速检索软件LTR-FINDER分析马铃薯基因组中LTR反转录转座子成分，为利用IRAP和REMAP分子标记研究马铃薯遗传多样性奠定基础，为进一步开展马铃薯品种鉴定和遗传多样性分析提供借鉴。 1 研究方法和数据来源 1.1 马铃薯LTR反转录转座子分析