20120924基因概念的发展(上)

null第三章 基因概念的发展（上）第三章 基因概念的发展（上）卡尔·兰德斯坦纳芭芭拉·麦克林托克1930年获得诺贝尔医学及生理学奖 1983年获得诺贝尔医学及生理学奖 经典遗传学关于基因的概念经典遗传学关于基因的概念孟德尔：把控制性状的因子称为遗传因子。 约翰生：提出基因(gene) 取代遗传因子。 摩尔根：建立了以基因和染色体为主体的经典遗传学。 　　基因是化学实体，以念珠状直线排列在染色体上。 　　基因共性（按照经典遗传学关于基因的概念）：基因具有染色体的主要特性：自我复制和相对稳定性，在分裂时有规律地进行分配。 　　交换单位：基因间能进行重组，而且是交换的最小单位。 　　突变单位：一个基因能突变为另一个基因。 　　功能单位：控制有机体的性状。 经典遗传学认为：基因是一个最小的单位，不能分割；既是结构单位，又是功能单位。第一节 复等位基因 （multiple alleles）第一节 复等位基因 （multiple alleles）一、复等位基因（multiple alleles）一、复等位基因（multiple alleles） 一个二倍体的正常细胞最多只能有复等位基因中的2个。 群体中，如果存在2个等位基因（A1和A2），可以组成3种基因型（A1A1，A1A2，A2A2）；如果有3个等位基因（A1，A2，A3），可以组成6种基因型（A1A1，A1A2，A1A3，A2A2，A2A3，A3A3）；……以此类推，如果有n个等位基因，可以组成 n(n+1)/2种基因型。 因此，复等位现象指的是一个群体中，存在着2个以上的等位基因。 血型（blood group）：人类血液由遗传控制的个体性状之一，是血液的遗传标记。 红细胞血型：指红细胞表面抗原由遗传决定的个体差异。 广义的血型概念：指包括血液、体液、分泌液、排泄物及组织细胞表面由遗传控制的个体性状。 二、复等位基因的典型实例——血型基因1. 血液成分1. 血液成分抗凝离心处理： 上层成分： 血浆，抗体，蛋白质 中层成分： 白细胞，血小板 下层成分： 红细胞 不抗凝处理 ： 上层成分： 血清，抗体，无纤维蛋白原 下层成分： 红细胞，白细胞，血小板2. 血型的发现历史和分类2. 血型的发现历史和分类1667年法国Denys首次把羊血输给病人； 1818年英国Blundell首次在人之间输血； 1900年奥地利Landsteiner发现了ABO血型系统； 1926年奥地利Landsteiner发现了MN血型系统； 1927年奥地利Landsteiner发现了P血型； 1939年奥地利Landsteiner发现了Rh血型。 ……null1995年国际输血协会颁布了血型分类和命名方法。将已发现的人类近270个红细胞血型抗原分为25个血型系统。3. ABO血型系统的抗原与抗体3. ABO血型系统的抗原与抗体（1）ABO血型检测-免疫学方法（1）ABO血型检测-免疫学方法红细胞凝集反应：红细胞表面抗原与相应抗体发生结合并聚集成团的反应。（2）ABO抗原的生化结构（2）ABO抗原的生化结构ABO血型抗原决定簇是一种特异性脂多糖； ABO抗原有一个共同的前体 ---- H物质，H在不同的糖基转移酶的作用下形成不同的ABO抗原。（3）ABO抗原的遗传基础 α-N-乙酰-D-半乳糖胺转移酶（A型转移酶：IA)，可将底物上的乙酰半乳糖胺基转移到H物质上形成A抗原； α-D-半乳糖转移酶（B型转移酶：IB)，它可将半乳糖基转移到H物质上形成B抗原； 如果两种转移酶都存在（IA IB），则可以形成AB两种抗原； 如果任何一种转移酶都不存在（i），则不能形成A或B任意一种抗原；但是保留了H抗原。（3）ABO抗原的遗传基础（4）ABO血型系统的遗传方式（4）ABO血型系统的遗传方式基因组成：IA; IB; i。 A血型： IA IA ; IA i B血型： IB IB ; IB i AB血型：IA IB O血型： ii（5）ABO血型遗传判定（5）ABO血型遗传判定一对血型都是AB的夫妻，所生的子女是A型，AB型和B型的概率是？ 一对分别是A和B血型的夫妻，怎样判定他们的基因型？ 某一平衡人群中，B血型占0.45，O血型占0.36，计算该群体中A和AB血型的比例。（6） ABO血型鉴定-分子遗传学方法 A、B抗原决定基因（糖基转移酶基因）之间仅存在7个碱基的替换；而O型血的红细胞表面因为存在5’端258位G单碱基缺失造成移码突变，不能编码糖基转移酶。 利用A、B抗原决定基因的序列差别可以从分子水平进行血型的准确鉴定。（6） ABO血型鉴定-分子遗传学方法nullA，B基因（引物1,2 Kpn I） 200bp：———————— 200 O基因 199bp: ————— —— 171 28A，O基因 (引物3,4 Alu I) 159bp：———————— 159 B基因 159bp: ————— —— 118 41PCR获取基因片断 —— 酶切消化 —— 电泳检测（7）ABO血型的遗传特例 1 - 孟买血型（7）ABO血型的遗传特例 1 - 孟买血型 A B O A O AB (?)孟买血型的遗传方式孟买血型的遗传方式前体 H物质 Ａ抗原 B抗原 H抗原 无抗原（孟买型） 双亲血型基因型： HhAi × HhBi 子女血型基因型： hhBi × HHAA HhABHhh（8）ABO血型的遗传特例 2 -分泌型抗原（8）ABO血型的遗传特例 2 -分泌型抗原有一犯罪嫌疑人在犯罪现场留下的唾液鉴定血型是O型，但是在重点检查某一嫌疑人时，检测出该人的血液血型是B型，在其它举证都确凿的情况下，已经确认该人是犯罪人，为什么会出现体液与血液血型不一致的现象？分泌型抗原的性质 分泌型抗原的性质 除了红细胞表面有ABH抗原物质，精液，唾液，泪液，消化液，尿液等多种体液中也都有ABH抗原的分布。不同分泌液中血型物质的分泌量有明显差别，以唾液、精液为最多，其他含量较少。分泌型ABH抗原是糖蛋白，而不是糖脂分子。 大约80%的人的唾液可以检出H抗原，称为分泌型；另外20%的唾液的抗体中和实验为阴性，属非分泌型 。分泌型唾液中ABH三种抗原都有。分泌型抗原的遗传基础 分泌型抗原的遗传基础 分泌型抗原的表达是由双基因控制的。位于第19号染色体两个紧密连锁的FUT1（H）和FUT2（Se）基因，分别编码一个α2-岩藻糖转移酶。 FUT1基因编码365个氨基酸残基组成的岩藻糖转移酶，FUT2基因编码332个氨基酸残基组成的岩藻糖转移酶，FUT2只作用于分泌腺细胞。 分泌型人唾液腺细胞有Se和H两个基因共同调控血型抗原的形成；在非分泌型中，为se隐性基因，唾液中不表达ABH抗原。null前体Z基因Se基因ZHABOA抗原B抗原无抗原hA,B无抗原 （孟买型）zH少抗原（类孟买型）SeHA、B、H抗原seh无抗原（血液中）（唾液中）（9）ABH基因的多态（9）ABH基因的多态（10）ABO血型与新生儿溶血症（10）ABO血型与新生儿溶血症 O血型的母亲怀有A，B，AB型血型的胎儿，在母亲胎盘异常情况下，临产时会出现母亲的抗体进入新生儿血液中，与婴儿的抗原产生免疫反应，造成婴儿溶血。 婴儿溶血后红细胞破坏，释放大量胆红素，造成病理性黄疸，当血里的胆红素过高时，胆红素可能进入脑细胞，干扰脑细胞的正常活动和功能，威胁新生儿的发育和生命。 4. Rh 血型4. Rh 血型 1939年Levine 和Stetson在给一位产妇（O型血）输丈夫的血（O型血）时，发生了严重的输血反应。于是用她的血清与其它104例O型血人的红细胞试验，其中83例发生凝集反应。 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 她的血清中含有着不同于ABO血型的抗体。（1）Rh 血型的检测（1）Rh 血型的检测 恒河猴红细胞（Rhesus monkeys抗原）免疫家兔，得到兔抗猴血清后检测人的红细胞，发现85％产生了凝集反应，而15％ 无凝集反应。因此把这类红细胞抗原定义为Rh抗原。 1952年Murray发现动物的Rh抗血清检测人的Rh阳性血型，发现有部分人的血液无免疫发应，提出动物与人的抗原其实还是两种不同抗原。 1963年定名：人类为Rh抗原， (白人85％，中国人96％） 动物为LW抗原。（2）Rh血型的遗传基础（2）Rh血型的遗传基础Rh阳性：红细胞上含有Rh抗原，基因型RR, Rr Rh阴性：红细胞上不含Rh抗原，基因型rr R r R RR Rr r Rr rr（3）Rh血型与新生儿溶血症（3）Rh血型与新生儿溶血症 Rh阳性血型的红细胞带有Rh抗原，无抗体。 Rh阴性血型的红细胞没有Rh抗原，有抗体。 Rh阴性血型的母亲怀有Rh阳性血型的胎儿，在母亲胎盘异常情况下，临产时会出现母亲的抗体进入新生儿血液中，与婴儿的抗原产生免疫反应，造成婴儿溶血。（4）Rh血型和拟等位基因（4）Rh血型和拟等位基因 原先认为人类的Rh血型至少由10个复等位基因控制，后来发现三个紧密连锁的基因D、C、E构成了一个拟等位基因共同调控Rh血型。CDE三个基因定位于染色体的1p36.13-p34.3。 拟等位基因 (pseudoalleles)：表型效应相似，功能密切相关，在染色体上的位置紧密连锁的基因。它们像等位基因但不是真正的等位基因。 杂合体Dce/DCE可以产生复合抗原ce和CE，而杂合体DCe/DcE产生Ce和cE复合抗原 - 顺反子效应。 ce抗体可与DCE/Dce的细胞反应，而不会和DCe/DcE有交叉。（5）Rh血型的遗传方式（5）Rh血型的遗传方式 至今已发现 Rh 血型系统的抗原46个，涉及临床问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的主要有5个抗原，即D、C、c、E、e (没有d抗原)。其抗原性强弱顺序为: D, E, c, C, e。 当D基因存在时，且D 基因的10 个外显子全部转译时才表现出 Rh 阳性。Rh阴性的个体中发现了突变、缺失或插入失活的D基因。d基因没有相应的抗原，属于Rh阴性血型。 nullRh的基因组成包括CDE，Cde，CdE，Cde，cDe，cdE，cDE， cde 8种，汉族97.36％是 CDe/cDE。 思考： 例题：具有C，c，D，E，e抗原的个体，可能由哪些基因型组成 ？ 如果母亲具有C，D，E抗原，父亲具有C，c，E，e抗原，子女可能的表型是什么? 如果他们的子女中有一个具有CcDEe抗原，他两条染色体上的基因型是什么？（6）Rh血型的遗传机制（6）Rh血型的遗传机制 表型为 Rh阴性的母亲与Rh阴性的父亲生有一女和一子。女儿为Rh阴性，抗原与父亲相同为c，e，儿子是Rh阳性，抗原是C，c，D，e， 分析其遗传机制。 母亲： CDe/cde (Cde/cDe) ；父亲： cde/cde； 女儿： cde/cde；儿子 ：CDe/cde（Cde/cDe） X1 前体 D 有Rh抗原 X0 无前体 D 无Rh抗原 母亲：X0 X0 CDe/cde，无D抗原，是 Rh阴性。 父亲：X1 X1 cde/cde，无D抗原，是 Rh阴性。 女儿：X1 X0 cde/cde，无D抗原，是 Rh阴性。 儿子：X1 X0 CDe/cde，有D抗原，是 Rh阳性。5. MN血型5. MN血型 人群中另一个血型系统，受M和N两个基因控制，共显性。M抗原还有一个Mg抗原亚型。 M抗体不能与M抗原亚型反应。 M N M MM MN N MN NN用M和N血清检查一个家庭，确定父亲抗原是N，母亲抗原是M，儿子抗原是M。用M和N血清检查一个家庭，确定父亲抗原是N，母亲抗原是M，儿子抗原是M。父亲是Mg抗原亚型。 M抗体不能与M抗原亚型反应。父亲表型是N抗原，但基因型是MgN。儿子的表现型是M，基因型应该是MgM。 NN MM MM6. Xg血型6. Xg血型 Xg抗原是目前发现的第一个与性别有关的抗原。这一抗原受X染色体短臂上Xg座位控制，有两个等位基因Xga和Xg。Xga是迄今所知唯一X连锁的红细胞抗原。如果父亲是Xg（a＋），母亲是Xg（a-），则所有女儿都将是Xg（a＋），所有儿子都将是Xg（a-）。如果父亲是Xg（a-），母亲是Xg（a＋），则子女可能都是Xg（a+），也可能半数是Xg（a+），半数是Xg（a-）。 基因：Xga有Xg抗原 Xg 无Xg抗原 Xga对Xg显性Xg血型的遗传分析Xg血型的遗传分析 Xg Xg Xga 母亲：A；Rh阴性(C，E)；N(Mg)；Xg阴性 父亲：AB；Rh阳性(D，C，E)；N；Xg阳性 男：A；Rh阳性(D，C，E，e)；N；Xg阴性 女：A；Rh阴性(C，E)；M(Mg)；Xg阳性 男：A；Rh阳性(D，C，E)；N(Mg)；Xg阴性 女：O；Rh阴性(C，E)；M；Xg阴性 男：AB；Rh阴性(C，E)；N；Xg阴性 母亲：A；Rh阴性(C，E)；N(Mg)；Xg阴性 父亲：AB；Rh阳性(D，C，E)；N；Xg阳性 男：A；Rh阳性(D，C，E，e)；N；Xg阴性 女：A；Rh阴性(C，E)；M(Mg)；Xg阳性 男：A；Rh阳性(D，C，E)；N(Mg)；Xg阴性 女：O；Rh阴性(C，E)；M；Xg阴性 男：AB；Rh阴性(C，E)；N；Xg阴性 课后思考：判定哪个孩子是这对夫妻的亲生子女？7. 人类白细胞抗原系统 人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）是人类的主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex, MHC），MHC是免疫系统区分自身和异体物质的分子基础。 HLA包括一系列紧密连锁的基因，位于6p21.31，3.6Mb，是目前已知的人类染色体中基因密度最高，也是多态性最为丰富的区域之一。在224个基因座位有128个功能基因，与人的免疫功能密切相关。7. 人类白细胞抗原系统nullHLA抗原的基因分布（1）HLA的分类（1）HLA的分类主要组织相容性抗原按功能不同可分为三类： 第一类：移植抗原（transplantation antigen）：所有有核细胞的表面都有 I型HLA，这些分子根据编码基因的不同可以细分为HLA-A、HLA-B和HLA-C。I型HLA负责区分自己和异己抗原。 第二类：免疫反应的信息传递抗原。在吞噬性细胞表面含有II型HLA，编码基因为HLA--DR，DQ，DP，DN，DO等。II型HLA负责抗原处理和递呈。 第三类：补体蛋白，与抗原-抗体复合物作用。分布于血清中，编码基因为HLA--C4A，C4B，C2等。（2）白细胞抗原的复等位基因（2）白细胞抗原的复等位基因 HLA-A HLA-B HLA-C HLA-DR HLA-DQ HLA-DP A1 B5 Cw1 DR1 DQ1 DPw1 A2 B7 Cw2 DR2 DQ2 DPw2 A3 B8 Cw3 DR3 DQ3 DPw3 A9 B12 Cw4 DR4 ….. DPw4 A11 B13 Cw5 DR5 ….. Aw19 B14 Cw6 DRw6 Aw33 Bw22 Cw7 DR7 Aw36 Bw59 Cw8 DRw8 ….. ….. ….. …... （3）白细胞抗原B的人群分布（3）白细胞抗原B的人群分布HLA-B 白人 黑人 黄种人  Bw4 0.41 0.41 0.35 B7 0.09 0.09 0.02 B13 0.03 0.01 0.03 B38 0.03 / 0.02 Bw45 0.04 0.04 / Bw46 / / 0.05（黄种人抗原）（4）白细胞抗原A的人群分布（4）白细胞抗原A的人群分布HLA-A 白人 黑人 黄种人 A1 0.15 0.03 / A2 0.26 0.15 0.30 A3 0.12 0.07 0.01 A11 0.06 0.01 0.25 A25 0.02 / / 白人抗原 Aw43 / 0.01 / 南非黑人抗原 Aw36 / 0.02 / 黑人抗原某些单条染色体上的HLA基因组合能更好地代表某一种族。如A26 B38是犹太人中常见的单倍型，而A2Bw46是黄种人中常见的。 （5）HLA抗原与疾病的相关（5）HLA抗原与疾病的相关 HLA-DQ7，DR11与LVH（左室肥大）引起的高血压相关。 HLA-DR4与类风湿性关节炎相关。 HLA-C2，C4与红斑狼疮相关。 HLA-DR1，DR3与流产相关。 HLA-B27与强直性脊椎炎相关。 HLA-DRB57（Asp-ala) 易患I型糖尿病。（6）器官移植免疫排斥的基因检测（6）器官移植免疫排斥的基因检测 以肾脏移植手术为例，手术当天受者的尿液中即有供者细胞出现，随着时间的推移，尿液中供者细胞DR基因座的基因表达强度逐渐减弱，抗排斥治疗结束后2周，83.3％转为阴性。因此利用移植受者尿中供者细胞DNA的检测可以作为诊断急性排斥反应的一种方法，其基因表达强度变化为定量评价排斥反应提供了可能性。若至术后30天，仍有供者细胞DNA的基因表达，预期可能发生急性排斥反应。第二节 转座与可动基因 （mobile gene）第二节 转座与可动基因 （mobile gene）Ding S, et al., Cell, 2005,122(3):473-83 null转座（transposition) 是基因组中的一段独立序列，可以从染色体的一个位置转移到另一个位置上的现象。这段独立转移的序列被称为转座序列，它是基因组中可自主复制和位移的单位。它可以从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置，这段序列又称为跳跃基因，可动基因。1. 转座的概念2. 转座的发现历史2. 转座的发现历史1951年McClintock通过对玉米的遗传现象研究，首先报道了在基因组的不同区域内存在可转移的控制因子； 1967年在大肠杆菌半乳糖操纵子的突变型研究中第一次在细菌中发现可转移座位的插入序列； 几乎所有生物都含有各种类型的转座序列；1932年，美国遗传学家B. McClintock 在研究玉米籽粒色斑不稳定遗传时发现了转座现象。 1951年她首次提出转座子的概念，认为染色体上排列成串的基因并不是固定的，基因可以在染色体上以不规则地方式进行运动。 这一“活动遗传基因”的理论 推翻了遗传基因是固定的传统学说，认 为在基因组的不同区域存在可移动的控 制因子( controlling element)。直至1983年 才获得诺贝尔生理和医学奖。1932年，美国遗传学家B. McClintock 在研究玉米籽粒色斑不稳定遗传时发现了转座现象。 1951年她首次提出转座子的概念，认为染色体上排列成串的基因并不是固定的，基因可以在染色体上以不规则地方式进行运动。 这一“活动遗传基因”的理论 推翻了遗传基因是固定的传统学说，认 为在基因组的不同区域存在可移动的控 制因子( controlling element)。直至1983年 才获得诺贝尔生理和医学奖。“我觉得自己获得这种意外的奖赏似乎有些过分。多少年来，我在对于玉米遗传的研究中已获得很多的欢乐。我不过是请求玉米帮助我解决一些特殊的问题，并倾听了她那奇妙的回答。” null籽粒颜色取决于玉米胚乳上糊粉层的色素。胚乳是三倍体，由两个卵核与一个精核受精而成。因此，糊粉层上色素的合成受基因的控制。null 3. Ac-Ds 系统玉米籽粒色素斑点的不稳定遗传行为是由激活因子-解离系统（Ac-Ds系统）调控的。 Ac基因：自主移动的调节因子。4.5 kb，5个exon，编码转座酶。两端有11个bp的反向重复序列。 Ds基因：非自主移动的受体因子。0.5-4.0 kb，与Ac有同源序列，但缺失了转座酶的部分编码序列，不能自主移动。在转座酶存在的条件下可以发生转座，引起色素合成基因的插入失活。nullnullb）Ac存在的情况下，如果Ds转座发生在W的一侧且造成染色体断裂，不含有着丝粒的一段在有丝分裂中丢失，W丢失，表现型为隐性--无色；而且断裂发生得越早无色斑块的面积越大。a）没有Ac，Ds不能转座，W/w+等位基因的表现型是显性--有色。W色素编码基因，显性； w+突变基因，不能编码色素，隐性；nullc）Ac存在的情况下，在发育早期Ds转座到了W基因内部造成表达沉默（无色），但是由于Ds并不稳定，还可以从W基因内部再跳出来，所以又会重新诱导W的表达，在无色背景上出现色斑。4. 转座序列的分类4. 转座序列的分类 原核生物中的转座序列包括插入序列和转座子。 真核生物的转座子类型更多，没有统一的命名。比如玉米的Ac-Ds，果蝇的P因子，酵母的Ty因子等等。 转座序列还可以按照转座中间体的不同分为DNA转座序列和反转录转座子。反转录转座子出现在真核生物中，与反转录病毒相类似。 （1）插入序列（Inserted Sequence，IS) CTCGCTCA 转座酶基因 ACTCGCTC GAGCGAGT TGAGCGAG 插入序列：是从细菌的操纵子的插入突变中发现的。是仅含有转座酶基因的简单转移序列。长度多在700-1500bp左右。由末端反向重复序列(IR)，转座酶基因组成。（1）插入序列（Inserted Sequence，IS)nullIS插入宿主基因组后在插入位置上可产生短的正向重复序列（DR）。插入片段还可以再切离，如果切离精确，可使IS诱发的突变回复为野生型；不精确切离可使插入位置附近的宿主基因发生缺失。（DR） （DR）常见的IS结构常见的IS结构IS 长度 末端IR 靶位DR 插入选择 IS1 768 23 9 随机 IS2 1327 41 95 热点 IS4 1428 18 11 AAAN20TTT IS5 1195 16 4 热点 IS10 1329 22 9 TNAGCN IS50 1531 9 9 热点（2）转座子（transposon，Tn)（2）转座子（transposon，Tn)转座子是一种复合型细菌转座因子，这种转座因子除了编码转座酶，还带有同转座无关的一些编码基因（如抗药基因）。Tn的两端是两个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IS可以随同转座，也可以单独转座。转座子插入宿主的靶序列后，造成靶序列的正向重复（DR）。 null常见的转座子 转座子 长度 标记 末端 取向 Tn9 2500 CamR IS1 正向 Tn5 5700 KanR IS50 反向 Tn10 9300 TetR IS10 反向 复制转座（Replicative Transposition)复制转座（Replicative Transposition)转座因子 复制拷贝 拷贝到新位置 （仍在原位）转座酶解离酶null非复制转座（Non-replicative Transposition)（3）果蝇中的转座事件--P因子的转座（3）果蝇中的转座事件--P因子的转座 雌M果蝇 × 雄P果蝇  不育 雌P果蝇×雄M果蝇  可育杂种发育障碍的原因？问题:问题:为什么P果蝇和P果蝇的后代是可育的？ 为什么只有雄P果蝇和雌M果蝇的后代不可育，而雄M果蝇和雌P果蝇的杂交后代可育？ 为什么雄P果蝇和雌M果蝇的后代只是出现了不育的问题，而其他生理结构和功能正常？nullP品系：染色体中含有全长（和缺失）的P因子 M品系：染色体中不含p因子或只含有缺失的P因子P因子结构：末端具有31bp的反向重复。内部编码转座酶。 完整的P因子长2.9kb。果蝇染色体中还含有很多不完整的P因子，由于它们缺失了内部序列，不能编码转座酶，但保留了末端的反向重复序列，在完整的P因子编码的转座酶的作用下可重新被激活。 null 一个P品系果蝇带有30～50拷贝的P因子，位于染色体的多个位置。当雄P果蝇和雌M果蝇杂交后，雄P果蝇的P因子发生转座，产生一系缺陷，如突变、染色体畸变、减数分裂不正常以及不育。这种杂交产生的后代表现“败育性状”， P因子的转座频率是每个世代只发生一个P因子的转座。null在P品系中，即使P因子存在，一定也有足够的蛋白质阻止转座发生。M品系则缺乏P因子，所以没有P因子转座阻抑物。 在任何涉及P雌蝇的杂交中，卵细胞中阻抑物的存在抑制了转座酶的合成或活性。（4）酵母转座子（Transposon yeast, Ty)（4）酵母转座子（Transposon yeast, Ty)Ty包括一组散在分布的重复DNA序列，在不同酵母基因组的分布不同； Ty家族的成员大部分属于Ty1和Ty917两大类型，结构类似； 每个Ty因子长约6.3kb，两端有长330bp的正向重复序列，称为δ序列。 在一个酵母基因组中，通常含有约30份拷贝的Ty1型和约6份的Ty917型Ty因子，同时还含有100份左右的独立δ序列。nullTy因子转录两种RNA；仅这两种RNA就占酵母基因组的5%； TyA编码DNA结合蛋白质。 TyB编码蛋白含有反转录病毒反转录酶，蛋白酶和整合酶的同源物。nullTy因子的转座过程： Ty 因子 Ty RNA Ty DNA 插入到基因组中，形成新拷贝。null（5）反转录转座子（retrotransposon)反转录转座子：指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。这样的转座过程称为反转座作用。null反转录转座出现于真核生物，包括能自由感染宿主细胞的反转录病毒，以及通过以RNA为中介进行转座的其他DNA序列（如病毒超家族和非病毒超家族等）。反转录病毒生活史反转录病毒生活史反转录病毒基因组反转录病毒基因组单链RNA 5’端：R-U5 3’端：U3-R gag，pol，env null在反转录病毒的RNA基因组反转录成DNA的过程中，在DNA双链的两端加上了正向重复的U3-R-U5序列，称为长末端重复序列（long terminal repeat, LTR）。而LTR本身的两端又含有短的IR，因此，反转录病毒DNA和转座子的结构非常类似。 线性DNA整合到基因组中的过程由病毒的整合酶催化，LTR在整合过程中非常重要作用，整合位点通常是随机的。null真核生物基因组中的反转录转座元件 病毒超家族（viral super family），可编码反转录酶或整合酶，具有LTR序列，自主转座。如酵母的Ty因子，δ序列和LTR类似，TyA类似gag，TyB类似pol基因。 长的散在重复序列（LINEs），可编码反转录酶和核酸内切酶，但是末端没有重复序列，少部分成员能够自主转座。如人的L1等。 非病毒超家族（nonviral super family），不可编码反转录酶或整合酶，末端也没有重复序列，不能自主转座。如人的短散在重复序列（SINEs）。5. 转座的遗传效应5. 转座的遗传效应在插入位置上引起插入突变（新基因的获得；原有基因的沉默，新基因的转录激活/沉默等），形成新的正向重复序列； 转座序列的精确解离可以回复突变，但是不精确解离带走了一部分基因组序列，会导致原有位置的基因突变；不精确解离的速率大于精确解离；转座序列的解离和自身无关，是宿主行为； 由于转座在基因组内引入了大量正反向重复序列，因此转座也促进了染色体的DNA重排，增加了同源序列的整合； 总之，转座带来的变异具有多样性的特点，有利于物种的进化。null转座介导的染色体缺失： 含有两个正向排列的转座序列的染色体片断通过重组可以切除转座序列之间的基因序列，造成染色体缺失。转座介导的染色体倒位： 含有两个反向排列的转座序列的染色体片断通过重组可以形成染色体片断的倒位。null转座介导的新基因拷贝的产生： 含有两个正向排列的转座序列的染色体可以在姐妹染色单体之间发生重组，结果是一条染色体上的基因加倍，一条发生了丢失。6.转座子在遗传学中的应用 ---- 诱发突变的工具6.转座子在遗传学中的应用 ---- 诱发突变的工具转座子诱发突变的应用极大地推动了微生物遗传学和果蝇遗传学的发展。尽管相对来说高等真核生物中缺乏有活性的转座元件，2005年转座因子Sleeping Beauty (SP)和PiggyBac (PB)的成功应用使得在哺乳动物细胞和老鼠中高效地诱发插入突变成为可能，突破了哺乳动物基因组功能研究的瓶颈。(1) 双元转座子体系(1) 双元转座子体系双元转座子体系：双元转座子体系由一个非自主转座元件和一个改造过后自身不能转座的自主转座元件组成，后者仍编码转座酶引起前者的转座，分别构建含两个元件的表达载体，共同转化宿主细胞，筛选转座突变体。或者将两种质粒分别转化培育出两种品系，再通过杂交，在F2代获得转座突变体。含有Ds元件和Ac转座酶的双元转座体系的构建 (2)来自于三文鱼中转座子— Sleeping Beauty(2)来自于三文鱼中转座子— Sleeping Beauty“睡美人”转座子是Tcl/mariner转座因子超家族中的一员，是1个已经失活的转座子。1997年人们将这个转座子进行重建并恢复了它的活性。研究发现它在脊椎动物基因组里的转座活性非常高。Dupuy, et al. Nature, 2005, 436: 221-6(3)来自于飞蛾的转座子----PiggyBac(3)来自于飞蛾的转座子----PiggyBacPB元件也是有效的诱发突变剂，PB转座是通过剪切粘贴的方式来进行，除了19号染色体和Y染色体外，所有的小鼠染色体都被PB转座子击中，其中97％击中了内含子，3％击中了外显子。Ding, et al. Cell, 2005,122: 473-483null参考文献： 遗传学 （刘祖洞） 现代遗传学 (赵寿元 乔守怡) Principle of genetics, 3rd edition Gene VIII