问答题 试述转座子的转座机制。
【正确答案】
【答案解析】转座子插入到DNA上新的位点,交错切开靶DNA,再将转座子连接到靶的凸出单链上,最后填补空缺完成转座。在两个单链上交错切割决定了正向重复的长度,因此各种转座子重复序列的描述反应了在剪切靶DNA有关酶的几何学。参差不齐的末端的使用是各种转座子的共同特点,但我们可以将转座子的机制分成三种不同的类型。
(1)复制型转座(replicative transposition)。这种类型的转座因子在反应中产生重复。因此转座的整个DNA序列是原转座因子的一个拷贝,而不是它本身。转座子作为移动的拷贝,即一个拷贝留在原处,另一拷贝捕入到新的靶位点。转座是伴随着新拷贝的复制。这种类型的转座涉及两种酶:一是转座酶,它要作用原来转座子的末端;二是解离酶,它作用在重复的拷贝上。与TnA相关的一群转座子仅通过复制转座进行移动。
(2)非复制型转座(nonreplicative transposition)。这类转座因子作为一个物理的整体直接从一个位点移到另一位点。这种类型又有两种机制:一种是利用供体和受体靶DNA序列的连接,有的步骤和复制型转座相同。插入序列和复合转座子Tn10及Tn5就是用这种机制转座。这涉及一个问题就是转移时转座子怎样从供体DNA上释放出来。这种类型的机制只需要转座酶。另一类非复制型转座是保守转座。两种非复制转座的机制使转座因子插入到靶位点,而供体原来的位点已不存在转座因子。非复制转座之后供体分子发生了什么情况呢?一种可能是供体消失了(可能细菌可耐受多个拷贝);另一种可能是宿主的修复系统能识别此处双链断裂而将它修复了。
(3)保守转座(consetvative tranposition)。保守转座属另一类非复制型转座。这种类型的转座因子从供体位点上切离,插入到靶位点上,在一系列的反应中每个核苷酸链都被保留着,此和入噬菌体的整合机制十分相似。而且这种因子的转座酶和入整合酶家族相关。采用这种机制的转座因子是较大的,不仅它本身可以转座,且可介导供体DNA从一些细菌转移到另一些细菌中。虽以前把它们归类于转座子,看来作为附加体(episome)更为适合。某些转座子只具有一种转座机制,而另一些可能具备两种途经。IS1和IS903就采用复制和非复制途径。Mu噬菌体能从共同的中间体转变为两种途经中的一种。
另外,简单的分子内转座是新位点的插入,这是转座子启动另一类型的DNA重排,这类事件中有的是转座子多个抟贝之间亲缘关系的结果。另一些存在着交替使用不同的转座机制,就难以划分它们的类型。