【无情境不命题】转座子——可以跳跃的基因

发布时间:2023-09-25 09:16|栏目:第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 |浏览次数:
芭芭拉着手转座子的研究,起源于她对玉米籽粒颜色变化的困惑:同一根玉米上的籽粒颜色变化多种多样,并且籽粒的颜色并不能稳定地传给下一代。这到底是为什么呢?为了回答这一问题,芭芭拉开展了一系列杂交以及细胞遗传学实验。经过大量的统计和观察,芭芭拉发现玉米籽粒颜色的变化与9号染色体上的一些基因有关。其中的一个基因影响色素的合成,当基因存在时,籽粒有颜色,当基因不存在时,籽粒就无颜色。但是,实际的情况又并非这么简单。在这个色素合成相关基因的附近还有一个解离因子(Ds, Dissociation),它能够影响色素合成基因的表达。当Ds存在时,色素合成基因不能表达,玉米籽粒为白色;当Ds从色素合成基因附近解离,基因又可以正常表达,籽粒就有了颜色。更加有意思的是,Ds是否能够解离,还受到另外一个激活因子(Ac, Activator)的调控,Ac可以促进Ds的解离,而没有Ac时,Ds是无法解离的。这就是著名的“Ac-Ds调控系统”,为了揭示这一系统的调控机制,芭芭拉花费了长达六年(1944—1950)的时间。

    在“Ac-Ds调控系统”中,Ds基因和色素合成基因位于同一条染色体的相邻位置。不过,Ac却可以和Ds相距很远,甚至可以不在同一条染色体上。在受到Ac的激活作用解离之后,Ds可以重新整合到染色体上,不过位置是不确定的。它可以整合到其他染色体上,也可以重新整合到原来位置的附近。也就是说,这个Ds是可以在染色体上任意“跳跃”的。芭芭拉认为,由于Ds解离的时间有早晚、长短的不同,于是就导致了玉米籽粒上色斑的大小不一。1950年和1951年,芭芭拉将自己的研究成果分别以《玉米易突变位点的由来与行为》和《染色体结构和基因表达》为题进行了公开发表。

    根据芭芭拉的理论,玉米之所以还有不同颜色的玉米粒,是因为基因在染色体上能够移动位置,进行“转座”或“跳跃”。

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AC/Ds调控玉米籽粒颜色。

    转座子(跳跃基因)是一段很短的DNA序列,它能够从DNA上的一个位置转移到另一个位置。转座子为转座酶编码,转座酶可以把转座子拼接到基因组上的新位置(左下图展示了一个转座子)。人类的基因组包含了很多的失或到转座子副本,这些转座子失去了它们移动或者”跳跃“到新位置到能力。 大约50%到人类基因都包含了“失活“的转座子。

    活跃的转座子的移动可能通过改变基因的活动带来基因突变。转座子的活动(转位)的一个明显的例子是印度玉米颗粒的颜色(见右下图)。人体内活跃的转座子被认为与人类疾病有关,包括癌症。

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    【题目】

    转座子是一段可移动的DNA序列,这段DNA序列可以从原位上单独复制或断裂下来,插入另一位点.转座子可在真核细胞染色体内部和染色体间转移,在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动,有的转座子中含有抗生素抗性基因,可以很快地传播到其他细菌细胞.下列推测错误的是(  )

    A. 转座子可以独立进行DNA复制

    B. 转座子可造成染色体变异或基因重组

    C. 转座子可用于基因工程的研究

    D. 细菌的抗药性均来自于自身的基因突变

答案:D

 

 

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