三、移位DNA的种类与特点
据移位DNA的转位机制,移位DNA分为两类:第一类为逆转位子(Retro-Transposition),采用复制和粘贴(copy and paste)方式,分两步完成DNA移位。第一步是复制,先将DNA翻译成RNA,其产生的RNA在反转录酶的作用下,再反转录为DNA。第二步,这复制的DNA被粘贴(paste)到基因组新的位置中,需要转移酶(transposase)的参与才能完成。RNA介导了这类逆转位子的活动。据DNA序列特点归纳为三种:①长末端重复序列(long terminal repeats,LTRs),可编码反转录酶,与反转录病毒相似。②LINEs(the long interspersed element-1),全长为6~7kb,可编码反转录酶,但没有长末端重复序列,由Ⅱ型RNA转录酶转录。LINE-1构成15%~30% 的人或其他哺乳动物基因组的成分。③SINEs(short INterspersed elements),全长大约为300碱基对,由Ⅲ型RNA转录酶转录,但不编码反转录酶。反转录病毒被认为是移位DNA的一种。逆转位子占移位DNA的97%以上,是一类主要的移位DNA形式。第二类为DNA转位子,没有RNA的介入,以剪接和粘贴(cut and paste)的方式,直接将某些DNA序列剪除,在多种转移酶的作用下粘贴到新的位点,完成DNA移位。此类称为DNA转位子,亦称为简单转位子(simple transposition)或插入序列(insertion transposition,LS)等。一些DNA转位子无位点特异性,可以结合到DNA的任何位置;一些DNA转位子有位点特异性,与特异的DNA序列接合。在目标序列上,DNA剪接是交错排列剪接,形成单链DNA 5′和3′末端的突出,然后在DNA聚合酶参与下,连接到新的DNA目标位点,完成DNA的移位过程。在细胞分裂周期的S期,这些移位DNA可被复制,从而导致基因的复制。移位DNA中,DNA转位子占少于2%的份额。
上述两类转位子的共同特点是它们都有自主性和非自主性的特征。自主性特征是转位子可自主移动,不必借助同原序列DNA片段就可移动,即转位的受体与供体间无序列关联;而非自主性则是转位子需要另外的转位子,在其协助下完成。
原核生物与真核生物都有转位子。原核生物中的转位子存在于染色体DNA上,可自主复制和转位相关的基本单位,转位子一般两端有20~40bp反向重复序列,而且有编码转移酶基因,复合转位子除有转移酶基因外还有1个至数个基因。