逆转座子与生物遗传多样性

生物为了适应环境变化,需要遗传物质发生变化来为进化提供材料,在进化过程中遗传物质的变化方式主要包括突变和基因重排。对一个种群或个体来讲,在不同的环境或一定生活周期内的不同阶段,基因组存在着基因的差次表达,这种调控在核酸分子水平上主要是通过突变的基因重排水平实现,由此使得基因组成为一个动态变化的体系,使种群或个体的遗传多样性发生相应的变化。分子生物学中最惊人的发现之一是在基因组内存在着通过DNA转录为RNA后,再经逆转录成为cDNA并插入到基因组的新位点上的因子,被称为逆转座子。按照其结构特点以及所编码反转录蛋白因子的不同,可分为反转录转位因子,反转录子,反转录病毒,能编码反转录所需蛋白的因子,不能编码反转录所需蛋白的因子。逆转座子在转位过程中须以RNA作为中间体,RNA较易变异,且RNA聚合酶和逆转录酶均无校对功能,这就使得逆转座子具有高度变异性。逆转座子可通过遗传变异,基因重排或对基因表达的影响,导致生物遗传多样性的形成。逆转座子除了能够促进基因的流动性增加遗传多样性外,它们散布在基因组中,还能够成为进化的种子。     

鸟类的逆转座子CR1及其作为遗传标记的研究进展

CR1(Chicken repeat 1)是广泛分布于鸟类基因组中的一种非长末端重复逆转座子(non-LTR),属于长散布元件(LINEs),同时也是原鸡基因组中数量最丰富的重复序列,占基因组的6.4%.CR1不仅是基因组的重要组成部分,也是导致鸟类进化和基因组多样性产生的重要原因.作为遗传标记,CR1具有非平行演化、垂直传代、多态性插入位点祖先状态确定等优点,从而逐渐成为研究鸟类系统进化和种群遗传学的有力工具.本文主要对近年来国外在鸟类CR1的结构、特征及其作为遗传标记应用于鸟类系统进化的研究进行综述,旨在为这一新的遗传标记的广泛应用奠定基础.     

逆转座子对灵长目动物基因组结构的影响

逆转座子(retroposon)是动物基因组中一类可移动的元件,它们首先通过转录产生一个RNA拷贝,然后利用逆转录酶将该RNA拷贝逆转录为c DNA后,再插入到基因组的新位点上。逆转座子在动物基因组中含量极为丰富,种类也很繁多,并随着动物进化在基因组中不断扩增。它们可通过形成插入突变、侧翼序列转导、基因逆转座、DNA断裂与修复、异常重组等机制对动物基因组结构的稳定性产生重要影响,并成为推动基因组进化的重要动力。本文综述了灵长目动物主要的逆转座子类型及其对基因组结构的影响方式,从而为深入理解逆转座子在灵长目动物基因组中的功能及灵长目动物的进化提供参考。     

逆转座子——哺乳动物进化的新机制

近日,来自英国的研究人员报道发现了一个简单却又且普遍存在的DNA重塑机制,它存在于至少六种哺乳动物中,这其中也包括人类.这一刊登在《Cell》杂志上的科学成果,揭示了"历史悠久"的生物进化的具体机制.     

植物RNA聚合酶Ⅳ调控DNA甲基化和发育的研究进展

DNA甲基化是一类稳定可遗传的表观遗传修饰,在调控基因表达、沉默转座子和维持基因组稳定性等方面发挥重要作用。植物中,DNA从头甲基化通过RNA指导的DNA甲基化(RNA-directedDNAmethylation,RdDM)途径建立。植物特有的DNA依赖的RNA聚合酶Ⅳ(DNA-dependent RNA polymerase Ⅳ, Pol Ⅳ)是RdDM途径核心蛋白,转录产生非编码RNA,通过RdDM途径引导从头建立DNA甲基化,进而调控植物基因表达和生长发育。Pol Ⅳ行使功能受多个蛋白调控：组蛋白阅读器SHH1 (SAWADEE homeodomain homolog 1)识别H3K9甲基化引导Pol Ⅳ到基因组特定位点;染色质重塑因子CLSY (CLASSY)蛋白家族协助Pol Ⅳ识别靶位点;RNA依赖的RNA聚合酶2 (RNA-dependent RNA polymerase 2, RDR2)将Pol Ⅳ转录产生的单链RNA转换成双链RNA。本文总结了Pol Ⅳ及其调控蛋白调控植物DNA甲基化和发育的研究进展,以期为DNA甲基化研究和农作物育种提供参考。     

真核基因转录和调控

与原核生物的基因组相比,真核生物的基因组包含更多遗传信息。人细胞基因组比大肠杆菌的大一千倍。真核生物基因组DNA结构中有高度重复顺序,中等重复顺序和单考贝顺序的相间安排。