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1、转座子小综述07生科一班 纪素芬 20072501129摘要转座子现在已经被人们用各种方法证实存在于生物界各个领域，并且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甚至基因组, 形成了转座子标签技术、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。这些技术在生活、生产等各个领域被人们得到很好的应用。转座子及其相关技术是在后基因组时代,人们解开基因组功能之谜的强有力武器。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
2、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1,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2。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
3、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时转座子处于静止状态。因此受Ac的控制，基因可以发生突变或回复突变。转座子的转座活动控制着结构基因的活性, 造成不同细胞内基因活性状态的差异。转座子可分为两类：A类.DNA转座子是以DNADNA方式转座的转座子,可通过DNA复制或直接切出2 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和非自主转座子,前者本身能够编码转座
4、酶而进行转座,后者则要在自主转座子存在时才能实现转座。B类. 反转录转座子以DNARNADNA的途径来实现转座。在生物进化过程中,反转录转座子起着不可忽视的作用。这类转座子是近年来发现的一种广泛存在于高等植物中可活动的遗传成分。根据是否具有编码反转录酶的能力,反转录转座子可分为2个家族:自主性反转录转座子和非自主性反转录转座子。自主性反转录转座子包括内源性反转录病毒( ERV) 、LTR反转录转座子及长散在元件(L NEs);非自主性反转录转座子包括短散在元件( SNEs)及修饰性反转录假基因。4-5而转座的机制实质就是DNA的扩增和重组。转座是生物进化的重要手段,对于转座的机制,长期以来形成
5、了一种固定模式,即转座是通过反向转录酶的中介作用,以DNA为实体插入转座子的模式,其模式有2种: RNADNA插入点;DNARNADNA插入点。由转座子而产生的技术有四种：1.转座子标签技术,已实现人工插入突变而不破坏原有基因功能的目的转座子；2.定点杂交技术, 可全面确定微生物必需基因组功能差异；3.转座子基因打靶技术, 能阻断毒力基因并鉴定他们在感染过程中的功能及其机制；4.非病毒载体基因增补技术即转座子“ 睡美人苏醒” 技术, 克服了基因治疗中缺乏转入基因整合, 阻碍长期表达的难题。6这些技术在实际应用中十分重要：1.寻找新基因和确定生物体基因组功能2.鉴别菌株及群体多样性。3.生态环境
6、污染的生物修复4.转基因生物的克隆5.基因修复与转座子的基因治疗等。4就安全性而言，SB转座子没有整合进入基因的偏好性,而且在整合的位点也没有出现大片段的缺失和重组, 因此它比反转录病毒载体要安全的多。SB转座子的相对随机整合可能产生的内源性基因失活问题, 有待于应用某些定点整合技术加以避免。此外,转座过程中,转座酶质粒也可能随机整合到基因组中, 转座酶的持续表达会使转座子持续转座, 其后果是非常严重的,因此转座酶可以mRNA或蛋白质的形式给予。参考文献1 McClintock B. Chromosome organization and gene expression.Cold Spring
7、 Harbor Symp Quant Biol, 1951,16(3): 1317. 2谢飞，高波，宋成义，陈国宏.“睡美人”转座子的研究进展J.HEREDITAS(Beijing),2007,29(7):7857923McClintock B.The origin and behavior of mutable loci in maize.Proc Natl Acad Sci USA 1950;36:3443554马燕平，刘永生，张杰，丁耀忠，杨生海.转座子应用的研究进展J.江西农业学报，2009，21（5）：1081105郑用琏.基础分子生物学M.北京：高等教育出版社，2007：68-726黄春，张万江.转座子及其相关技术的研究J.世界华人消化杂志，2006，14（7）：1714-17202