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概述转座因子在分子生物学研究中的应用

2022.11.11

  随着人们对转座因子的转位机制和作用研究的逐步深入,转座因子的应用也越来越广泛,其中主要有以下三个方面的应用。

  (1)遗传育种上的应用。一方面,转座子的转位会在靶位点引起其邻近基因序列和功能的变化而引起突变。因此,可根据转座子转座的遗传学效应来筛选突变体,培育新品种。另一方面,某些转座子可能是调节基因活动的开关。如玉米子粒各种花斑类型是Ac和Ds等多个基因相互作用的结果。其中Ac可起调节因子的作用,Ds则起调节基因的作用。因此转座子的研究对于培育作物具重要意义。此外,转座子可作为基因定位的标记而用于基因的定位、分离和克隆。

  (2)转座子标签技术克隆目的基因。利用转座子作为标签分离和克隆外源目的基因的基本原理为:转座子或T-DNA形式的转座子转座插入到靶位点会引起靶位点基因或邻近基因的突变,转座子插入到目的基因后利用转座子上的标记基因就可检测目的基因的位置,利用转座子序列设计探针则可克隆目的基因。该技术已得到成功的应用,用该技术已克隆的基因有玉米的Hm1基因,番茄的cf-9基因,烟草的N基因和亚麻的L6基因等。可利用的植物转座子系统有玉米的Ac/Ds转座子系统和Enchancer(即Spm)系统及金鱼草的Tam3系统等。

  (3)转座子载体系统介导基因转化。由于转座子可在植物基因组中自主地发生转座而插入到新位点,因此,把目的基因与转座子构建成新的质粒就可通过农杆菌介导等方法将目的基因转化到植物基因组中。转座子介导基因转化的优点是:转座子的流动性的特点可有利于目的基因的插入和整合;同时利用转座子的某些内切酶的作用可消除转基因植株中的选择标记基因,从而确保转基因产品的安全性。另外,近年来在真核生物中发现的逆转录转座子,由于它们在转位过程中需要以RNA为中间体经逆转录再分散到基因组中,这些动态的DNA片段将在基因工程中作为理想的目的基因载体系统。

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