反轉錄子

人們先觀察到在果蠅中存在與E.coli插入序列相似的情況,從而推斷出可能有轉座因子的存在。人們發現一些不穩定的突變通過缺失,或者在原來突變位點的兩端側翼的DNA發生缺失而獲得回復。它們可能是由各種類型轉座因子所致其中包括copia反轉錄子,末知類型的FB家族P因子

copia是最為特殊的反轉錄的家族。它的名子反映了存在大量密切相關的編碼高豐度mRNAs的序列。copia家族是作為各種其它類型因子的一個範例,這些因子並不相關,但結構和行為相似。

copia因子的多拷貝取決於果蠅的品系。一般為20-60拷貝。這個家族數量巨大,分布廣泛。在不同品系的果蠅中它們所在的位置不同。這種差異是在長期進化中形成的。比較一下近代產生歧化的品系(超過40年以上)它們在實驗室中繁殖的結果,使少數的變異得到了恢復。但其基本特點在培養的生長細胞中表露出來。每個基因組有大量的copia因子,大約增加了2-3倍。增加的因子存在於copia序列插入的新位點。在合適的培養條件下它們以末知的方式暫時性地增加轉座頻率,其範圍在每基因組10-3-10-4。

copia因子長約5kb,末端帶有276bp的正向重複。正向重複序列本身的兩端又存反向重複。在插入位點產生一個5bp的正向重複序列。在copia家族中的各成員之間的差異很小,一般小於5%;變異體常含有小的缺失。雖然個別成員顯示出很大的差異,但這些特點與其它copia一類家族都是共同的。

每個copia兩端的正向重複序列都是相同的,這意味著在相關的過程中它們可能相互作用,或者二者都是在轉座中由一祖先因子的一個正向重複序列產生的。此和Ty因子相似,此表明與反轉錄病毒的關係。

基因組中的copia因子總是完整的,單個拷貝的末端重複序列末檢測到(雖然我們預期它們如果產生重組的話,會缺失間插DNA)。有時發現copia因子形成了環狀的分子。長型的有兩個末端重複,而短型的只有一個。含有copiaRNA的顆粒倍受關注。

copia序列含有一個長4227bp的閱讀框,閱讀框的一部分與反轉錄病毒的gag和po1序列同源。值得注意的是閱讀框中沒有與反轉錄病毒的env序列同源的部分,表明copia和Ty一樣不能產生病毒樣顆粒。

copia的轉錄本是豐度poly(A)+的mRNA,它有兩種形式,一種是完整長度的轉錄本,另一種是部分長度的轉錄本,二者有相同的5末端,這是由於在一個末端重複序列的中部起始轉錄所致。不同蛋白的產生可能涉及到RNA的拼接以及多肽的剪下。

雖然我們還缺乏copia產生轉座的直接證據。但copia有很多與反轉錄病毒結構相似之處,看來copia必定有一個與反轉錄病相關的起源。現在很難說明它具有多少多反轉錄病毒的功能。當然現在是知道它可以轉座,但(和Ty因子的情況相似)沒有證據表明它們有感染能力。

黑腹果蠅中另一個轉座因子家族的成員是稱為FB(是折回foldback的縮寫),它具有長度不同的反向末端重複序列。有的FB因子僅是由兩個緊密相連的反向重複所構成。而另一些兩端是反向重複序列,中間有非重複的DNA區域所構成。所有FB家族成員雖然其反向重複序列長短各異,但都是同源的。它們的結構解釋了這一特點。即它的反向重複是由相同序列的DNA串聯拷貝所組成,被不同的長度DNA序列所隔開。形成了FB的末端,相似序列單位的長度也就增加了,開始有10bp,然後延伸到20bp,最終達到31bp,單個FB因子中的兩個拷貝的反向重複序列是不同的。

關於FB因子的末端結構提出一個難題,現在還不知道是什麼賦於它們轉座的能力。有時兩個不相同的FB因子可以協同轉座一個大片段間插DNA序列。可能以細菌轉座子相似的方式轉座(在FB因子之間的DNA的長度可能要此細菌的長得多,有的可達200Kb)。也可能是通過兩個末端的FB因子使任何DNA序列摺疊成一個單位進行轉座。

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