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转座因子(英語:Transposable element,亦称为转座元件,跳跃子)是一类DNA序列,它们能够在基因组中通过转录或(逆转录),在(内切酶)(Nuclease)的作用下,移動到其他基因座。
转座因子的这种行为,与(假基因)(Pseudogene)的出现颇有相似甚至相同之处。有些科学家将后者视为“基因化石”,是物种进化的痕迹之一。
請求來源转座子的发现,证明了基因组并不是一个静态的集合,而是一个不断在改变自身构成的动态有机体。根据转座因子“跳跃”方式的不同,转座因子被分为I型和II型转座子。
芭芭拉·麦克林托克的發現
(芭芭拉·麥克林托克) (Barbara McClintock) 在紐約(冷泉港實驗室)發現了玉米 (Zea mays) 中的第一個转座子。 麥克林托克正在試驗染色體斷裂的玉米植株。
在1944-1945年的冬天,麥克林托克種植了自花授粉的玉米粒,這意味著花的絲(花柱)從自己的(花藥)中接受了花粉。 這些穀粒來自一長串自花授粉的植物,導致第九條染色體末端的斷臂。 隨著玉米植株開始生長,麥克林托克注意到葉子上出現了不尋常的顏色圖案。例如,一片葉子有兩個大小幾乎相同的白化斑塊,並排位於葉子上。 麥克林托克假設,在細胞分裂過程中,某些細胞會失去遺傳物質,而其他細胞則獲得了它們失去的東西。 然而,當她將當代植物的染色體與親代進行比較時,她發現染色體的某些部分已經改變了位置。 這駁斥了當時流行的基因理論,即基因在染色體上的位置是固定的。 麥克林托克發現,基因不僅可以移動,而且還可以根據特定環境條件或在細胞發育的不同階段打開或關閉。
麥克林托克還表明,基因突變是可以逆轉的。 她於1951年提交了關於她的發現的報告,並於1953年11月在《遺傳學》上發表了一篇題為《在玉米中選定基因座處誘導不穩定性》(Induction of Instability at Selected Loci in Maize)的文章。
在1951年的冷泉港研討會上,她首次公佈了她的發現,但她的演講遭到了一片死寂一般的沉默。 直到1960年代末至1970年代,她的工作在很大程度上被駁回和忽視,當時在細菌中發現转座子後,它被重新發現。 1983年,她因發現转座子而獲得(諾貝爾生理學或醫學獎),距她最初的研究已有30多年了。
分类
转座子作为几种(可动遗传因子)之一,还可以根据其是复制-粘贴还是剪切-粘贴分为I型转座子和II型转座子两类。
I型转座子
I型转座子转座中间体是RNA。I型转座子又被称为逆元件(Retro element)。该型转座子会先被转录为RNA,然后该RNA被逆转录,再次成为DNA,才被插入到目标位点中。
II型转座子
相比起I型转座子的“复制后粘贴”,II型转座子的转座行为就是“剪切后粘贴”。II型转座中间体是DNA,其实就是它本身。因此II型转座子又被称为不复制转座子。这类型的转座子在结构上有其特点。首先是转座子序列的两端,是两段正向重复序列(direct repeat,简称dR),与它们接壤的是反向重复序列(invert repeat,简为iR),就是所谓的“回文”序列。然后才是中间的插入序列(Insert sequence,简为IS)。
转座子与假基因
只要考察一下某些假基因的出现过程,就会发现转座子与假基因的出现颇有相似相同之处。假基因是一类本来正常,但后来因为突变或转座,而可能失去了原来功能的基因。说是可能,因为目前的一些研究发现,在环境压力下,某些假基因可以重新被激活,而某些假基因则有着调控基因表达的作用。可总结为“假作真时真亦假”。它们与原来的基因可能很相似,但又可以有很大差异,例如DPRX基因有7组假基因,DPRXP4(就是说DPRX的第四假基因)与原基因经过(比对)(Alignment),存在95%的相似序列。
参考文献
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參考文獻
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外部連結
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- RepeatMasker (页面存档备份,存于互联网档案馆) – a computer program used by computational biologists to transposons in DNA sequences
- Use of the Sleeping Beauty Transposon System for Stable Gene Expression in Mouse Embryonic Stem Cells (页面存档备份,存于互联网档案馆)
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