2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、轉(zhuǎn)座子是指一段能從宿主基因組一個位點移到另一位點的DNA片段?;谒鼈兊霓D(zhuǎn)座機制,轉(zhuǎn)座子可以分為RNA和DNA轉(zhuǎn)座子。RNA轉(zhuǎn)座子主要通過―復(fù)制和粘貼(copy and paste)‖機制轉(zhuǎn)座的;而DNA轉(zhuǎn)座子主要通過―剪切和粘貼(cut and paste)‖機制轉(zhuǎn)座的。隨著越來越多的基因組被測序,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子在生物體基因組中占很大比例。此外,最近很多研究表明,轉(zhuǎn)座子在基因組大小、染色體的結(jié)構(gòu)、基因組重排、新基因生成和鄰近基因結(jié)

2、構(gòu)與表達(dá)調(diào)控等方面扮演重要角色并為生物復(fù)雜性進化提供了原材料,因此轉(zhuǎn)座子正逐漸成為基因組學(xué)和功能基因組學(xué)研究的熱點。
  作為鱗翅目昆蟲的模式生物,家蠶(Bombyx mori)是唯一已知的完全被馴化的昆蟲,是遺傳學(xué)研究的好材料。全基因組分析發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子大概占家蠶基因組的35%。在已測序昆蟲基因組中,家蠶轉(zhuǎn)座子含量是第二多的,僅低于埃及伊蚊(Aedes aegypti)的47%。然而,對于家蠶基因組中轉(zhuǎn)座子的起源和進化歷史仍然還是未

3、知的。
  本文應(yīng)用多種分子生物學(xué)方法分析了家蠶中 hAT,Chapaev和MITEs特征及進化歷史,同時還對RAG1基因的起源進行了詳細(xì)的分析,得到的主要結(jié)論如下:
 ?、偌倚Q和長紅獵蝽(Rhodnius prolixus)中一個新的hAT轉(zhuǎn)座子的特征及進化歷史:通過同源性搜索的方法,在家蠶和長紅獵蝽中鑒定了一個 hAT轉(zhuǎn)座子。結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)發(fā)生分析表明它們代表一個新的hAT家族。另外,還發(fā)現(xiàn)它在家蠶基因組中產(chǎn)生了一個微型反向

4、重復(fù)轉(zhuǎn)座子(miniature inverted-repeat transposable elements, MITEs),Bm-MITE15。Bm-MITE15拷貝之間序列的高保守性以及在不同家蠶品系中的插入/缺失多態(tài)性,說明Bm-MITE15在家蠶基因組中可能有活性。最后,通過系統(tǒng)發(fā)生、密碼子偏好性、純化選擇以及轉(zhuǎn)座子的分布分析證明了這個新的hAT轉(zhuǎn)座子是通過水平轉(zhuǎn)移到家蠶和長紅獵蝽?;谏鲜鎏攸c,這個新的hAT轉(zhuǎn)座子可作為錐蝽轉(zhuǎn)基

5、因中非常有用的和高效的分子工具。
 ?、?Chapaev轉(zhuǎn)座子在不同物種間的水平轉(zhuǎn)移:插入偏好性分析發(fā)現(xiàn)所有Chapaev3轉(zhuǎn)座子在轉(zhuǎn)座過程中,兩側(cè)產(chǎn)生TWA(W代表A或者T)靶位點重復(fù)序列(target site duplication,TSD),并且鄰近它們5′端TSD的堿基往往是A,而鄰近它們3′端TSD的堿基往往是T。隨后,詳細(xì)地分析了Chapaev3轉(zhuǎn)座子的三個成員:Merrow,Garfield和Conan。首先,為了

6、排除假陽性,應(yīng)用PCR克隆測序證實了這些轉(zhuǎn)座子確實存在于這些物種中。隨后,通過直系同源位點,插入時間,密碼子偏好性,純化選擇,轉(zhuǎn)座子分布和宿主的地理分布等分析證實了它們是通過水平轉(zhuǎn)移到它們宿主內(nèi)的。其中,多分DNA病毒可能是這些物種中Chapaev轉(zhuǎn)座子水平傳播的載體。另外,宿主-寄生蟲的相互作用有利于它們間Chapaev轉(zhuǎn)座子的水平轉(zhuǎn)移。
  ③重組激活基因1(RAG1)基因的起源:通過分析Chapaev,Transib和RAG

7、1的序列以及它們的進化關(guān)系,提出了兩種 RAG1基因可能起源的模型: RAG1基因代表一個嵌合體,是Chapaev轉(zhuǎn)座子N末端區(qū)域和Transib轉(zhuǎn)座子C末端區(qū)域融合的結(jié)果;RAG1基因既不起源于Chapaev轉(zhuǎn)座子,也不起源于Transib轉(zhuǎn)座子,而是和它們起源于一個共同的祖先。
 ?、芗倚Q和長紅獵蝽中六個MITEs的特征和進化歷史:在家蠶和長紅獵蝽中鑒定了六個MITEs,它們有高的核苷酸序列一致性,相似的TIRs和整合位點,表

8、明它們起源于一個共同的祖先,可以被認(rèn)為是同一個轉(zhuǎn)座子在不同遺傳背景下的進化。通過同源性搜索和序列延伸的方法,發(fā)現(xiàn)了可能負(fù)責(zé)它們轉(zhuǎn)座的自主轉(zhuǎn)座子。這些自主轉(zhuǎn)座子分布在六個非脊椎動物中。進一步的分析表明它們是通過水平轉(zhuǎn)移到這些宿主內(nèi)的?;谏鲜鼋Y(jié)果,提出了家蠶中MITEs的起源和進化模型:一個古老的自主轉(zhuǎn)座子最初通過水平轉(zhuǎn)移到鱗翅目昆蟲祖先中,推測捻翅目寄生蟲可能是水平轉(zhuǎn)移的載體;隨后,這個自主轉(zhuǎn)座子在鱗翅目昆蟲祖先中產(chǎn)生大量的缺失衍生物(

9、也包括MITEs);最后,家蠶通過垂直遺傳獲得MITEs。
  ⑤ Novel_NA可能代表了一類新的MITEs:本文鑒定的Novel_NA轉(zhuǎn)座子家族缺乏編碼能力,序列短和高拷貝的特性,暗示它可能是一個短的散在元件(SINE)或者MITE。隨后,基于序列特征和二級結(jié)構(gòu)分析,證實了Novel_NA是一個MITE,并推測Novel_NA,HzMINE-2和DINE-1可能在昆蟲中代表了一類新MITEs。
  上述的結(jié)果表明家蠶基

10、因組中的自主轉(zhuǎn)座子(hAT和Chapaev)是通過水平轉(zhuǎn)移到家蠶基因組的。然而,非自主轉(zhuǎn)座子MITEs是通過垂直遺傳到家蠶基因組的。這些結(jié)果將會有利于我們更好的理解轉(zhuǎn)座子在家蠶中的進化歷史以及起源。此外,上述結(jié)果也表明 RAG1基因可能有兩種起源模式: RAG1基因是Chapaev和Transib轉(zhuǎn)座子的一個嵌合體;或者RAG1基因與Chapaev,Transib起源于一個共同的祖先。這些結(jié)果將有助于我們更全面地理解―RAG轉(zhuǎn)座子‖模型

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