轉座因子(英語:Transposable element,亦稱為轉座元件跳躍子)是一類DNA序列,它們能夠在基因組中通過轉錄反轉錄,在內切酶(Nuclease)的作用下,移動到其他基因座[來源請求]

一段細菌DNA轉座子

轉座因子的這種行為,與假基因(Pseudogene)的出現頗有相似甚至相同之處。有些科學家將後者視為「基因化石」,是物種進化的痕跡之一[1]

請求來源轉座子的發現,證明了基因組並不是一個靜態的集合,而是一個不斷在改變自身構成的動態有機體。根據轉座因子「跳躍」方式的不同,轉座因子被分為I型和II型轉座子。[來源請求]

芭芭拉·麥克林托克的發現

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) 中的第一個轉座子。 麥克林托克正在試驗染色體斷裂的玉米植株[2]

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[2]。 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[2]。 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[2]。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[2]。 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[3]。 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[3]。 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[3]

麥克林托克還表明,基因突變是可以逆轉的[4]。 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[5]

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[6]。 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,當時在細菌中發現轉座子後,它被重新發現[7]。 1983年,她因發現轉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[8]

分類

轉座子作為幾種可動遺傳因子之一,還可以根據其是複製-粘貼還是剪切-粘貼分為I型轉座子和II型轉座子兩類[9]

I型轉座子

I型轉座子轉座中間體是RNA。I型轉座子又被稱為逆元件(Retro element)。該型轉座子會先被轉錄為RNA,然後該RNA被反轉錄,再次成為DNA,才被插入到目標位點中。

II型轉座子

相比起I型轉座子的「複製後粘貼」,II型轉座子的轉座行為就是「剪切後粘貼」。II型轉座中間體是DNA,其實就是它本身。因此II型轉座子又被稱為不複製轉座子。這類型的轉座子在結構上有其特點。首先是轉座子序列的兩端,是兩段正向重複序列(direct repeat,簡稱dR),與它們接壤的是反向重複序列(invert repeat,簡為iR),就是所謂的「回文」序列。然後才是中間的插入序列(Insert sequence,簡為IS)。[來源請求]

轉座子與假基因

只要考察一下某些假基因的出現過程,就會發現轉座子與假基因的出現頗有相似相同之處。假基因是一類本來正常,但後來因為突變或轉座,而可能失去了原來功能的基因。說是可能,因為目前的一些研究發現,在環境壓力下,某些假基因可以重新被活化,而某些假基因則有著調控基因表現的作用。可總結為「假作真時真亦假」。它們與原來的基因可能很相似,但又可以有很大差異,例如DPRX基因有7組假基因,DPRXP4(就是說DPRX的第四假基因)與原基因經過比對(Alignment),存在95%的相似序列。[來源請求]

參考文獻

參考文獻

外部連結

Wikiwand in your browser!

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.

Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.