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果蠅的P因子

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-06-27
果蠅的P因子有兩種類型,一類是全長(zhǎng)p因子,長(zhǎng)2 907 bp,兩端有33bp的反向重復(fù)序列(IR),有4個(gè)外顯子,編碼轉(zhuǎn)座酶。含戶因子的果蠅稱P品系。另一類是不能編碼轉(zhuǎn)座酶,依賴于全長(zhǎng)戶因子才能轉(zhuǎn)座移動(dòng)的缺失型戶因子。這類P因子都是活性戶因子的中段缺失型衍生物。長(zhǎng)度從0.5 kb到1.4 kb不等。果蠅P品系的基因組有30—50份P因子拷貝,其中約三分之一是全長(zhǎng)p因子。全長(zhǎng)P因子的4個(gè)外顯子編碼轉(zhuǎn)座酶,但只在生殖系細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)完整的RNA剪接,生成有活性的轉(zhuǎn)座酶,相對(duì)分子質(zhì)量為87×103。在體細(xì)胞中,RNA剪接不完整,最后一個(gè)內(nèi)含子未除去,因而只有前面3個(gè)外顯子編碼產(chǎn)生只有66×103的轉(zhuǎn)座酶,是沒(méi)有生物學(xué)活性的。這就是P因子在體細(xì)胞中轉(zhuǎn)座的抑制元件。
當(dāng)把最后一個(gè)內(nèi)含子精確地除去,使第3和第4個(gè)外顯子連接,如同在生殖細(xì)胞中發(fā)生正確RNA剪接,則這個(gè)經(jīng)過(guò)處理的戶因子照樣可以在體細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄。果蠅P因子轉(zhuǎn)座的后果是出現(xiàn)雜種發(fā)育障礙(hybrid dysgenesis)。當(dāng)P品系雄果蠅(帶有全長(zhǎng)和缺失的P因子)和M品系雌果蠅(不含P因子或只含缺失的P因子)交配時(shí),可能由于雄果蠅DNA的進(jìn)入而突然生成了轉(zhuǎn)座酶,結(jié)果使很多的P因子發(fā)生轉(zhuǎn)座,造成插入突變。這樣雜交生下的子代出現(xiàn)染色體畸變和生育力下降。可是,M品系雄果蠅和M品系雌果蠅雜交,或者P品系的雌雄果蠅雜交,都不會(huì)出現(xiàn)這種生育障礙。其原因是雌果蠅基因組中完整的全長(zhǎng)P因子不能激活缺失型P因子的轉(zhuǎn)座。這表明細(xì)胞質(zhì)對(duì)P因子的轉(zhuǎn)座也有重要作用,細(xì)胞質(zhì)起這種作用的稱為細(xì)胞型(cytotype)。含P因子的P品系即為P細(xì)胞型,不含P因子的M品系為M細(xì)胞型。只有當(dāng)含p因子的染色體出現(xiàn)在M細(xì)胞型中時(shí),才會(huì)使雜種子代出現(xiàn)雜種發(fā)育障礙。目前認(rèn)為,這是因?yàn)樵赑細(xì)胞型的卵細(xì)胞質(zhì)中含有大量的相對(duì)分子質(zhì)量為66×103的P因子轉(zhuǎn)座抑制元件,從而抑制了p因子的轉(zhuǎn)座。 p因子及其他能產(chǎn)生雜種發(fā)育障礙的轉(zhuǎn)座系統(tǒng),因能有效地將相互雜交的群體逐漸地隔離開(kāi)來(lái),并在生殖細(xì)胞中引入新的突變,因而可能在物種形成中有重要作用。缺失型P因子可作為載體,在用外源基因填補(bǔ)其缺失的中間片段后,將這種重組DNA分子連同全長(zhǎng)P因子一起注入M細(xì)胞型胚胎中。由此生成的果蠅的基因組的某些位置上將獲得轉(zhuǎn)入的外源基因。
 
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