一般遗传学/转座
转座是可移动元件整合到基因组的过程。可移动元件是可以在基因组中跳跃并整合到不同区域的 DNA 片段。
对基因组中移动遗传元件的首次描述是由芭芭拉·麦克林托克在 20 世纪 50 年代在冷泉港完成的。在试图解释玉米籽粒上马赛克颜色条纹的奇特表型行为时,她得出结论,玉米中存在可以移动到染色体之间的遗传元件。尽管她的实验支持很强,但她得出的结论却与当时对染色体本质的主流理解相去甚远,因此她被礼貌地忽视了。在 20 世纪 70 年代后期,细菌转座子的发现使人们重新关注她的开创性工作,当她于 1983 年获得未分享的诺贝尔奖时,她的努力得到了广泛认可。
可移动元件在研究基因组方面非常有用。它们使研究人员能够搜索基因和增强子,并找到表型和基因型之间有趣的联系。通过使用 P 元件和转座酶,可以形成 DNA 构建体以随机跳跃到基因组周围。P 元件侧翼是你想要跳跃的 DNA 序列,转座酶用于切除序列并将其重新插入到其他位置。
使用可移动元件来寻找各种增强子位点的一种方法是构建一个包含 Gal-4 基因的可移动元件,该基因具有一个弱启动子,其上游和下游有 P 元件。还创建了另一种包含 UAS 位点(当 gal-4 蛋白与 UAS 位点结合时,下游的任何东西都会表达)和下游的标记基因的构建体,该标记基因可以例如编码荧光蛋白。通过将这些构建体插入到 2 株果蝇中,你将获得 1 株具有可移动的 Gal-4 基因的果蝇,另一株具有固定 UAS 构建体的果蝇。还需要第三株包含转座酶基因的小鼠。
株系 1:可移动 Gal-4 株系
株系 2:UAS 标记株系
株系 3:转座酶株系
首先,将株系 1 和 3 交配以产生同时具有 P 元件和转座酶的果蝇。这使得包含 gal-4 的构建体能够跳跃到基因组中的随机位置,并且根据 gal-4 的位置,gal-4 表达量的变化。之后,通过将 gal-4 构建体与正常果蝇杂交并进行基因分型来稳定 gal-4 构建体,以找到仅具有 gal-4 基因的果蝇。然后将这些果蝇进行兄妹交配以产生特定纯合 gal-4 突变体系。然后将这些新系与 UAS 标记株系 2 交配,观察表型效应。例如,如果 gal-4 构建体落在眼部组织特异性增强子的旁边,gal-4 蛋白将与 UAS 位点结合,标记基因将被表达,导致例如组织颜色变为绿色。使用已知 gal-4 序列的探针,可以分离和测序 DNA 区域以找到增强子位点。这种方法可用于寻找可用于其他实验的各种增强子。