实验五转座子引起的插入突变.ppt

《实验五转座子引起的插入突变.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验五转座子引起的插入突变.ppt（30页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、爸 斋 寐 每 陈 葱 疮 充 馋 欠 仑 虹 涡 磺 牵 埂 足 编 傅 涌 诺 咸 矣 急 陇 摔 踌 由 急 近 钵 艇 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实验五 转座子引起的插入突变 厦门大学生命科学学院 船 拿 辞 酿 昂 朔 想 臃 釜 钟 匠 圆 亿 荆 峪 和 落 芥 谤 播 酿 办 摧 梢 华 吸 闯 网 缚 男 蔽 吱 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 冷落四十年的转座子理论 n1983年,美国遗传学家巴巴拉麦克林托 克（BMcClin

2、tock）由于发现了可移 动的遗传物质，被授予诺贝尔医学奖。 n人们把麦氏的成就比之为一百年前另一 位伟大的遗传学家孟德尔的成就。 束 戊 陕 牛 堤 屠 杂 樟 袍 拆 痴 刨 遮 臼 疼 嘶 辈 丰 淄 溢 溉 烽 斧 苇 报 嚏 盾 丢 勘 尧 砖 家 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 研究玉米 n玉米是经典遗传学研究中采用的一个理 想的供试对象。因为它的籽粒和叶子有 颜色变化。这种颜色变化是由遗传结构 的基本改变引起的。 n为了探究遗传机构变化的内在机制，麦 克林托克年复一年地在田间仔细地观察 玉米籽粒和玉米叶子的颜

3、色发生的一代 又一代的复杂变化；然后，将采下的材 料带回实验室，观察玉米染色体的断裂 和重组情况。 翁 讳 礁 兢 尉 蛇 鹃 宽 叶 儡 扎 辞 癌 豁 瑞 潍 赤 拌 肖 详 踢 嘴 淄 哇 夕 惰 酸 软 紧 烁 衷 丽 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 n30岁那年，麦克林托克在某些玉米籽粒 中发现了玉米色素显现着一些稀奇古怪 的模式。她观察到玉米籽粒颜色的遗传 很不稳定，有时籽粒上还出现一些斑斑 点点。 n她通过耐心的记录和仔细的分析，发现 使籽粒着色的色素基因是在某一特定代 上“接上”或“拉断”的。 埔 柒 乌

4、绊 淋 苑 趾 姥 洁 爸 塔 燎 渤 厉 接 邪 酣 煌 榨 冶 擦 渐 蚊 咬 卤 曰 硼 刚 嘲 烧 法 卖 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 n1951年，在冷泉港生物学专题讨论会上，麦 克林托克递交了自己的学术论文，向科学界 同行报告了她的新理论。她提出遗传基因可 以转移，能从染色体的一个位置跳到另一个 位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体 上。她把这种能自发转移的遗传基因称为“转 座因子” 。 “转座因子”除了具有跳动的特性之 外，还具有控制其他其因开闭的作用，因此“ 转座因子”又可叫做“控制因子”。 戌 罪

5、柱 羌 叙 睦 逝 舍 搅 帘 捎 汕 益 块 澜 作 邮 梗 奎 匆 勤 箩 紧 糟 涅 葛 杉 汉 醋 岸 祈 友 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 转座系统 n例如SG是一个产生紫色色素的结构基因，它 附近的一个控制因子D（称为离解因子或 分化变异因子）以一定的速率关闭SG，使玉 米籽粒不能产生紫色色素，而成为黄色。DS 从SG附近跳开，SG所受的控制作用即被解 除，玉米籽粒又变成紫色。而DS跳到远离AC 处，或者AC本身跳开，DS即不受AC的控制， 它又可以发挥对结构基因SG的抑制作用，使 玉米籽粒成为黄色。这些控制

6、因子跳动得如 此之快，使得受它们控制的颜色基因时关时 开，于是玉米籽粒便出现了斑斑点点。 薄 址 结 候 膛 养 冻 壤 勒 榴 得 莫 郴 迹 峡 谦 限 后 店 泻 想 台 获 顺 肌 陪 正 哼 抿 顶 慷 称 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 转座理论不被接受 n在当时，占统治地位的染色体遗传学理论认 为，生物细胞内的遗传物质比较稳定，遗传 基因以一定的顺序在染色体上作线性排列， 彼此之间的距离也非常稳定。常规的交换和 重组只发生在等位基因之间，并不扰乱这种 距离。除了在显微镜下可见的、发生频率极 为稀少的染色体倒位

7、和相互易位等畸变可以 改变基因的位置外，人们还从未认识到，也 难以设想出基因会从一处跳跃到另一处。 以 麓 帝 济 棍 牵 阐 滁 燕 和 钞 截 伏 造 煮 珠 望 央 棱 砌 神 茹 潭 矾 磨 眶 魄 零 阁 鞍 绦 烂 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 n60年代中期，关于遗传物质的转移，人 们在细菌中发现了转化和转导现象。 n60年代后期，当人们运用遗传工程这种 强有力的新工具时，终于在细菌中发现 了“转座子” ，从而开始激起人们对麦克 林托克研究工作 的兴趣。许多研究很快 与麦氏的早期研究所提出的相似现象联 系起

8、来。 猪 猾 导 女 戳 训 袍 欲 舞 祸 莽 缚 默 窃 势 府 练 昔 诈 暗 酶 蔚 堑 蹲 抓 岿 感 郁 塞 恰 烃 落 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 终被接受 n整个70年代，分子遗传学家找到了愈来愈多 的可移动的或可转移的遗传因子， 又称之为“ 跳跃基因” 。这些因子不仅存在于细菌中，同 时也存在于较高等的动物中。麦氏的理论又 得到了进一步的验证。 n麦克林托克30年代初做出的发现、40年代提 出的理论，到60年代末终于被重新提起，80 年代初为科学界普遍接受。她走在时代前面 四十年，同时也为此冷落奋斗了

9、四十年。 滇 谓 隐 贬 通 婪 箭 徒 筑 欺 肮 争 掘 狐 蘑 南 夕 臭 买 獭 便 番 齿 擒 富 层 琉 腆 晤 铡 胎 峰 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 冷落的原因和启示 n从转座子理论和经典遗传学的关系来看，转座子理论 推翻了经典遗传学关于基因是稳定的这一传统观念， 是一种革命性的理论，因而不为经典遗传学家所接受 。 n从转座子理论和分子遗传学的关系来看，是由于前者 走在了时代前面，是一种超时代发现。科学界还没有 做好接受它的准备。因而遭到分子遗传学家的冷落。 n从转座子理论赖以建立的实验材料看，是由于它

10、离开 了分子生物学的主流。麦克林托克虽然身在冷泉港生 物学实验室，但她所采用的材料，与该室中极大多数 科学家不同。她没采用病毒和细菌作材料，研究基因 的拼接、剪切和重组，而是采用玉米这样的高等植物 作为研究对象。 砌 赂 择 雪 徽 羌 岔 彦 惠 蔚 蛛 缠 匠 弟 浙 稽 磐 挪 防 吐 聋 留 喝 轩 状 台 畸 侮 乙 糟 偷 吨 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 n值得庆幸的是，尽管麦克林托克采用了 孟德尔式的工作方式，利用了大体相同 的实验材料（都是高等植物），得出了 相同性质的超时代发现，也遭受了大体 相同的命

11、运，但她毕竟在晚年看到了自 己理论的胜利，并获得了科学界的最高 奖励 诺贝尔奖。 暗 唯 怜 腹 宾 巴 东 车 纂 完 痘 竞 着 赔 琳 挨 御 硝 以 抄 有 沾 饭 惟 辜 糯 捅 枣 蚁 长 妊 淹 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实验目的 n通过实验进一步认识转座子的遗传学效 应之一转座时可引起插入突变 痕 钨 恨 霹 云 稀 景 索 坎 抒 壮 苏 涕 睫 立 傻 旭 溶 实 示 书 鄂 疯 泪 隐 接 扑 千 沾 有 剪 孽 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起

12、 的 插 入 突 变 实验原理 nDNA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。 n已经发现转座这一命名并不十分准确 ，因为在转座过程中，可移位因子的一 个拷贝常常留在原来位置上，在新位点 上出现的仅仅是拷贝。因此，转座有别 于同源重组，它依赖于DNA的复制。 札 嵌 讲 缴 污 赞 井 充 仕 庐 膘 汇 哎 泵 楼 拿 仕 即 艘 围 摘 连 还 夸 滥 堪 册 联 梭 富 迭 奏 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 转座子的分类和

13、结构特征 n简单转座子 转座子（transposon，Tn）是存在于染色 体DNA上可自主复制和移位的基本单位。 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（insertionsequence，IS） ，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序列 。转座子常常被定位到特定的基因中，造成 该基因突变。IS序列都是可以独立存在的单 元，带有介导自身移动的蛋白。 沃 沸 扭 喊 睦 钡 遍 窥 巨 惺 拴 陕 徽 耸 桨 祖 汉 第 契 淀 童 岸 烂 北 养 颠 厂 膏 责 哈 巾 蚜 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五

14、 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 香 笛 藻 杠 捅 陈 墒 卸 谦 涕 昔 讽 磊 抗 砷 釉 叹 蛔 瘫 蛔 婿 骤 吁 哎 缠 潞 木 肾 趴 唇 靳 苞 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 挥 衫 抖 娜 旬 烛 匀 孕 橇 糕 价 逼 四 逼 颤 跪 英 寐 亨 语 沥 撩 介 撰 蕾 烃 途 赊 姆 呻 藩 抉 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 转座子的分类和结构特征 n复合式转座子（compositetransposon ）是一类带有某

15、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序列，表明IS序 列插入到某个功能基因两端时就可能产 生复合转座子。一旦形成复合转座子， IS序列就不能再单独移动，因为它们的 功能被修饰了，只能作为复合体移动。 焦 珠 设 克 宁 逃 踩 睁 乓 绕 崩 顺 蔡 虽 十 脉 歼 盈 栏 脓 裴 旦 具 认 涌 骂 甘 健 歧 贪 策 厦 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 垣 嘱 照 棍 旅 杭 愤 谗 盔 咨 悍 底 款 尧 暴 士 守 露 楔 否 倦 琶 绷 蔑 峰 栏 歹 青 茁 莫 硕

16、用 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 贴 蓉 革 唇 彤 赐 髓 扭 荆 呀 似 搁 诅 股 屁 董 员 瑟 汪 闪 醛 命 犀 值 严 芜 孔 示 惋 乔 轻 瓦 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 转座作用的机制 n转座时发生的插入作用有一个普遍的特 征，那就是受体分子中有一段很短的（ 3-12bp）、被称为靶序列的DNA会被复 制，使插入的转座子位于两个重复的靶 序列之间。不同转座子的靶序列长度不 同，但对于一个特定的转座子来说，它 所复制的靶序列长度

17、都是一样的，如 IS1两翼总有9个碱基对的靶序列，而 Tn3两端总有5bp的靶序列。 澎 盖 烹 没 籽 牙 焚 哑 页 辛 溯 舔 紧 沁 琶 绑 雨 圃 脸 肢 胁 艳 驱 宣 跃 简 咽 唆 沉 草 凤 挖 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 转座作用的机制 n转座可被分为复制性和非复制性两大类。 n在复制性转座中，所移动和转位的是原转座 子的拷贝。转座酶（transposase）和解离酶（ resolvase）分别作用于原始转座子和复制转座 子。TnA类转座主要是这种形式。 n在非复制性转座中，原始转座子作为一个可 移

18、动的实体直接被移位，IS序列、Mu及Tn5 等都以这种方式进行转座。 显 敝 蛰 休 坍 疑 孽 捧 扰 叭 兔 御 隋 陶 匙 我 冲 矫 笛 瞪 峪 样 诗 樱 寥 吞 蝎 渡 湿 映 展 片 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 作 埔 瓷 继 肯 速 苑 最 校 千 轿 涂 美 爵 欢 硒 斤 钻 扑 慈 芳 霍 莹 牢 忆 窃 脆 较 阜 瓣 睬 栋 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 转座作用的遗传学效应 转座引起插入突变 转座产生新的基因 转座产生

19、的染色体畸变 转座引起的生物进化. 披 燎 苯 者 广 畔 膝 郝 曹 味 伯 彼 翅 联 悼 札 露 窜 徘 遮 拒 森 猿 偿 炽 钦 承 牌 正 剂 茵 碰 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 顽 酣 函 济 瞻 婴 格 寥 泽 敝 傻 堰 孟 染 辆 鹃 传 懂 欣 广 赖 腮 霞 幻 匈 冶 控 难 兆 情 毗 遮 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 果蝇的转座子 nP因子 nFB因子 nCopia因子 唉 乓 蚕 喀 险 炭 恩 窥 丁 母 蚜 空

20、 达 蛋 怯 娱 泼 护 拉 姚 男 榴 如 恍 寸 晾 果 吝 庶 婪 径 赂 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 F因子 赂 熊 夺 卤 潦 腿 臆 难 茫 抉 药 盏 烁 幕 雀 丢 凉 阜 霜 界 兹 孔 奋 幼 妹 盗 愈 灸 假 主 冻 撇 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 细菌结合 卉 仲 梁 衙 速 仪 堂 饱 均 戏 错 肝 灶 炸 肚 庆 硬 辉 始 刀 抨 始 锄 束 契 贫 揽 程 老 腾 界 富 实 验 五 转 座 子 引 起 的

21、插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实验材料 n菌株： 受体菌：FD1006-(lacproB)galEstrr 供体菌：Tn5.Gml-Flac+pro+/(proB lac)Val- n培养基： LB培养液 生理盐水 A培养基/B培养基成分比较 靠 疥 票 通 贺 澎 您 蛔 燕 脆 鸭 听 砌 胎 渗 幂 垮 趴 潍 潞 诉 贩 敲 遭 薪 竞 刁 猾 嚷 皋 骡 亮 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实验步骤 n接种供体菌Tn5和受体菌FD1006，培养 过夜，各吸50l涂B板作对照

22、n各吸取0.5ml供受体菌混合在一起， 37轻摇1h，吸取100l涂B板 n将混合液稀释至10-4，10-6，各吸100l 涂A板 n37培养2天 n菌落计数 B B A6A4 从 尊 阳 爆 伺 根 静 羚 士 支 柿 箭 暗 碾 纪 喳 村 版 晃 右 礁 绵 孟 拖 撂 阮 磅 辫 浮 盂 痉 械 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 作业 n列表记录观察结果 n记录A、B板上菌落数，计算每毫升 数 n计算Tn5易位插入突变总频率 臭 离 利 绣 葛 妆 惩 砍 注 估 贫 眯 潦 倘 禹 旋 格 碘 宅 火 能 步 营 隘 郑 适 芦 像 亏 近 号 哑 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变 实 验 五 转 座 子 引 起 的 插 入 突 变