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概述转座因子的结构特点和分类

2022.11.11
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coco5517

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  至少在32种植物上有转座因子存在,其中研究最多的是玉米、金鱼草、拟南芥等。其中玉米的Ac/Ds 转座因子和金鱼草的Tam转座因子是研究和利用最多的植物转座因子。植物转座因子具有特定的序列特点,大小一般在1.4~17kb之间,根据DNA片段的序列可初步确定某段DNA是转座因子。根据基因结构特点,转座因子可分为:简单转座因子和复合转座因子。根据转座机制,可分为两大类:通过DNA中间体进行转座DNA转座因子和通过RNA中间体进行转座的逆转录转座因子。

  根据序列特点,也可进一步将DNA 转座因子分为以下几类。

  (1)Ac/Ds类:该类包括最早确定的转座因子,即玉米中的激活/解离因子(Ac/Ds)。对这类因子及其整合位点的分子分析表明,在Ac和Ds的两端都带有11bp末端反向重复序列,在它们的插入靶位点上都有8bp的正向重复(direct repeats, DRs)。虽然在多种植物种类中Ac/Ds因子都能作为转基因而起作用,但只在玉米中发现该类因子。

  (2)CACTA类:这一类转座因子通常较大(可达15.2kb)。其TIRs具保守序列CACTA。可移动的CACTA因子在大豆、金鱼草和玉米等植物中都已发现。

  (3)MITE类:最近确定的最大的一类植物转座因子为MITE(miniature inverted repeattransposable elements)类。MITE在大多数植物的基因组中普遍存在,其特征是较大(100~300kb),具有8~12bp的TIRs和在插入位点的一般2~3bp的DRs,MITE优先插入基因的非编码区。迄今,已确定的MITE可被进一步分为七类:Tourist, Stowaway, Gaijin, Castaway, Ditto, Wanderer和Explorer。除了DNA转座因子外,在植物基因组中已确定了大量的逆转录转座因子,即在植物基因组中的大量的分散的重复序列,它们通过RNA中间物实现转位。逆转录转座因子两侧都有长的末端重复序列(long terminalrepeats, LTRs),能编码发生转位作用所需的酶。已发现许多逆转录转座因子包含有与反转录病毒的相类似的结构,如逆转录转座因子都具有逆转录酶或类似反转录病毒的反转录酶的开放阅读框架(ORF)。许多逆转录转座因子的逆转录酶基因含有具内切酶活性的成分,还具有编码反转录病毒蛋白的基因,即结构蛋白编码区(gag)、具有多种酶活性的蛋白编码区(pol)和蛋白酶编码区(pro)。在植物中确定的第一个完整的逆转录转座因子是番茄的Tnt1因子,另外,在玉米、番茄和水稻中都已发现了逆转录转座因子。

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