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转座子插入突变克隆 1983年,美国遗传学家巴巴拉.麦克林托克(B.McClintock)由于发现了可移动的遗传物质,被授予诺贝尔医学奖.人们把B.McClintock的成就比之为一百年前另一位伟大的遗传学家孟德尔的成就. Barbara McClintock，在某些玉米籽粒中发现了玉米色素显现着一些稀奇古怪 的模式.她观察到玉米籽粒颜色的遗传很不稳定,有时籽粒上还出现一些斑斑点点. 她通过耐心的记录和仔细的分析,发现使籽粒着色的色素基因是在某一特定代上接上或拉断的. 1951年,在冷泉港生物学专题讨论会上,麦克林托克递交了自己的学术论文,向科学界同行报告了她的新理论.她提出遗传基因可以转移,能从染色体的一个位置跳到另一个位置,甚至从一条染色体跳到另一条染色体上.她把这种能自发转移的遗传基因称为“转座因子” . “转座因子”除了具有跳动的特性之外,还具有控制其他基因开闭的作用,因此转座因子又可叫做控制因子.Ac/Ds转座系统 SG是一个产生紫色色素的结构基因,它附近的一个控制因子Ds(称为离解因子或分化变异因子)以一定的速率关闭SG,使玉米籽粒不能产生紫色色素,而成为黄色.DS从SG附近跳开,SG所受的控制作用即被解除,玉米籽粒又变成紫色.而DS跳到远离AC处,或者AC本身跳开,DS即不受AC的控制,它又可以发挥对结构基因SG的抑制作用,使玉米籽粒成为黄色.这些控制因子跳动得如此之快,使得受它们控制的颜色基因时关时开,于是玉米籽粒便出现了斑斑点点.  在当时,占统治地位的染色体遗传学理论认为,生物细胞内的遗传物质比较稳定,遗传基因以一定的顺序在染色体上作线性排列,彼此之间的距离也非常稳定.常规的交换和重组只发生在等位基因之间,并不扰乱这种距离.除了在显微镜下可见的,发生频率极为稀少的染色体倒位和相互易位等畸变可以改变基因的位置外,人们还从未认识到,也难以设想出基因会从一处跳跃到另一处. 直到1961年，Jacob和Monod的乳糖操纵模型核控制理论发表之后， McClintock，的“控制因子”假说才开始重新引起人们的注意。之后，于60年代末，J.A.Shapiro 在研究大肠杆菌高效突变时，首次，在细菌中发现了移动基因。 值得庆幸的是,尽管麦克林托克采用了孟德尔式的工作方式,利用了大体相同 的实验材料(都是高等植物),得出了相同性质的超时代发现,也遭受了大体相同的命运,但她毕竟在晚年看到了自己理论的胜利,并获得了科学界的最高奖励—— 诺贝尔奖.  转座子概念 转座子(transposon,Tn) 是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位. 一段DNA顺序可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用，此过程称转座。这段序列称跳跃基因或转座子，可分插入序列（Is因子），转座（Tn），转座phage。 最简单的转座子不含有任何宿主基因而常被称为插入序列(insertion sequence,IS),它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分.一个细菌细胞常带有少于10个IS序列.转座子常常被定位到特定的基因中,造成该基因突变.IS序列都是可以独立存在的单元,带有介导自身移动的蛋白. 复合型的转座因子称为转座子(trans—poson，Tn)。这种转座因子带有同转座无关的一些基因，它的两端就是IS，构成了“左臂”和“右臂”。两个“臂”可以是正向重复，也可以是反向重复。这些两端的重复序列可以作为Tn的一部分随同Tn转座，也可以单独作为IS而转座。 Tn两端的IS有的是完全相同的，有的则有差别。当两端的IS完全相同时，每一个IS都可使转座子转座；当两端是不同的IS时，则转座子的转座取决于其中的一个IS。 两个相邻的IS可以使处于它们中间的DNA移动，同时也可制造出新的转座子。Tn10的两端是两个取向相反的IS1O，中间有抗四环素的抗性基因(TetR)，当TnlO整合在一个环状DNA分子中间时，就可以产生新的转座子。 当转座子转座插人宿主DNA时，在插入处产生正向重复序列，其过程是：先在靶DNA插入处产生交错的切口，使靶DNA产生两个突出的单链末端，然后转座子同单链连接，留下的缺口补平，最后就在转座子插入处生成了宿主DNA的正向重复。 转座因子的转座途径 复制转座 非复制转座 复制转座(replicative transposition) 转座因子在转座期间先复制一份拷贝，而后拷贝转座到新的位置，在原先的位置上仍然保留原来的转座因子。复制转座有转座酶(transposase)和解离酶(resolvase)的参与。转座酶作用于原来的转座因子的末端，解离酶则作用于复制的拷贝。TnA是复制转座的例子。  非复制转座(non-replicative tran