跳躍基因班級(jí)化工0809組名MONKEY組員陳政凱趙紫偉楊永鵬李晶曾勇

跳躍基因不但在本條染色體上跳躍，而且還會(huì)在不同染色體上跳躍，甚至在不同生物之間跳躍。如果說(shuō)，貓身上流有老鼠的“血液”，你一定會(huì)搖頭。然而，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，貓身上的確有老鼠的基因，不僅如此，它還有狒狒的基因。貓身上的這些外來(lái)基因，據(jù)研究是從老鼠和狒狒那里“跳”過(guò)來(lái)的。而且貓并不是特例，科學(xué)家已經(jīng)在許多動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)了類似的情況：例如北美臭鼬有南美鼠猴的基因，鮭魚(yú)莫名其妙地帶有鳥(niǎo)類的基因，豆科植物竟然有動(dòng)物的血紅蛋白基因等等。什么是跳躍基因？跳躍基因又稱為轉(zhuǎn)座子，是那些能夠進(jìn)行自我復(fù)制，并能在生物染色體間移動(dòng)的基因物質(zhì)。它們具有擾亂被介入基因組成結(jié)構(gòu)的潛在可能性，并被認(rèn)為是導(dǎo)致生物基因發(fā)生漸變(有時(shí)候是突變)，并最終促使生物進(jìn)化的根本原因。雖然像酵母這樣的生物只有幾十種跳躍基因，但哺乳動(dòng)物體內(nèi)一般卻含有幾十萬(wàn)數(shù)量的跳躍基因DNA，因此很難判斷在哪里或是什么時(shí)候，甚至是否發(fā)生了跳躍。已知轉(zhuǎn)座子在人類基因組中占據(jù)40%的份額，不過(guò)從沒(méi)有在不同生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)估。2、反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子retrotransposon：又稱為返座元retroposon，是近年新發(fā)現(xiàn)的由RNA介導(dǎo)轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座元件。目前共發(fā)現(xiàn)了3種類型反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：Tyl-copia類，Ty3-gypsy類和LINE(longinterspersednuclearClements)類轉(zhuǎn)座子，前兩類是具有長(zhǎng)末端重復(fù)的轉(zhuǎn)座子，LINE類轉(zhuǎn)座子沒(méi)有長(zhǎng)末端重復(fù)。跳躍基因的檢測(cè)和克隆：

遺傳分析可確定某基因的突變是否由轉(zhuǎn)座子引起。由轉(zhuǎn)座子引起的突變便可以轉(zhuǎn)座子DNA為探針，從突變株的基因組文庫(kù)中釣出含該轉(zhuǎn)座子的DNA片段，并獲得含有部分突變株DNA序列的克隆，進(jìn)而以該DNA為探針，篩選野生型的基因組文庫(kù)，最終得到完整的基因。這種方法也可以用于克隆轉(zhuǎn)座子。

跳躍基因的豐度和廣度表明，它們?cè)诤蜕锒鄻有缘谋３种邪l(fā)揮了至關(guān)重要的作用。跳躍基因還有個(gè)稱呼叫“剪貼基因”，它們能持續(xù)地改變和移動(dòng)，有時(shí)甚至還能將其他基因一起帶來(lái)轉(zhuǎn)座因子的轉(zhuǎn)座途徑復(fù)制轉(zhuǎn)座在轉(zhuǎn)座期間先復(fù)制一份拷貝，而后拷貝轉(zhuǎn)座到新的位置，在原先的位置上仍然保留原來(lái)的轉(zhuǎn)座因子。復(fù)制轉(zhuǎn)座有轉(zhuǎn)座酶(transposase)和解離酶(resolvase)的參與。轉(zhuǎn)座酶作用于原來(lái)的轉(zhuǎn)座因子的末端，解離酶則作用于復(fù)制的拷貝。非復(fù)制轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座因子直接從原來(lái)位置上轉(zhuǎn)座插入新的位置，并留在插入位置上，這種轉(zhuǎn)座只需轉(zhuǎn)座酶的作用。非復(fù)制轉(zhuǎn)座的結(jié)果是在原來(lái)的位置上丟失了轉(zhuǎn)座因子，而在插入位置上增加了轉(zhuǎn)座因子。這可造成表型的變化。如piggyBac轉(zhuǎn)座子的老鼠，表達(dá)紅色熒光蛋白。

跳躍基因的“弱點(diǎn)”生物體內(nèi)存在抑制轉(zhuǎn)位子的機(jī)制。通常，這種抑制是通過(guò)DNA甲基化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而在胚胎干細(xì)胞中，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在DNA甲基化以外的抑制機(jī)理，但詳細(xì)情況一直未得到解釋。日本京都大學(xué)病毒研究所教授真貝洋一等研究人員在利用實(shí)驗(yàn)鼠的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果阻止一種酶“ESET”發(fā)揮作用，那么轉(zhuǎn)位子的一種、內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒在細(xì)胞內(nèi)就會(huì)變得異常活躍。與“ESET”正常發(fā)揮作用時(shí)相比，病毒數(shù)量增加到25倍。這說(shuō)明，“ESET”是控制轉(zhuǎn)位子活躍程度的一種“開(kāi)關(guān)”。通過(guò)調(diào)控這種ESET蛋白，也許可將致癌干細(xì)胞殲滅而不影響正常細(xì)胞，是啟發(fā)根治癌癥的新突破。跳躍基因在基因移植方面的一些特點(diǎn)不同于質(zhì)粒，可以直接插入宿主細(xì)胞的染色體，而質(zhì)粒為雙鏈、閉環(huán)的DNA分子，并以超螺旋狀態(tài)存在于宿主細(xì)胞中。“跳躍基因”的新非病毒基因傳遞系統(tǒng)的出現(xiàn)則提供了一種比病毒更安全、比質(zhì)粒更有效的替代方法。跳躍基因的應(yīng)用舉例

在轉(zhuǎn)位之前，一個(gè)Tn5轉(zhuǎn)位酵素與轉(zhuǎn)位子一端的特定序列結(jié)合，而另一個(gè)轉(zhuǎn)位酵素亦可和相反端的相同序列結(jié)合。這兩個(gè)轉(zhuǎn)位酵素都無(wú)法各自執(zhí)行DNA的切割動(dòng)作，但藉由DNA回圈的形成，轉(zhuǎn)位子兩端之轉(zhuǎn)位酵素因而靠近，并能夠切割異端的DNA。然后，這個(gè)轉(zhuǎn)位子-轉(zhuǎn)位酵素之復(fù)合體可以自由移動(dòng)，并且插入新的位置，造成了跳躍基因的形成。

這個(gè)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，不但使我們對(duì)轉(zhuǎn)位的分子機(jī)制有更深入的了解，同時(shí)也對(duì)AIDS的研究有極大的貢獻(xiàn)，因?yàn)镠IV病毒也是利用和轉(zhuǎn)位子類似的方式，