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反轉錄轉座子

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反转录转座子
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反轉錄轉座子(Retrotransposon),又譯逆轉錄轉位子[1],是由RNA介導轉座的轉座子的元件,在結構和複製上與反轉錄病毒(retrovirus)類似,只是沒有病毒感染必需的env基因。它通過轉錄合成mRNA,再逆轉錄合成新的元件整合到基因組中完成轉座,每轉座1次拷貝數就會增加1份,可以增強自己的基因組。因此,它是許多真核生物中數量最大的一類可活動遺傳成分。在植物中特別豐富,它們是核DNA的一個主要組成部分。在玉米的基因組49-78%是反轉錄轉座子[2],而在小麥中包含約90%的基因組重複序列和68%的轉座子[3]。在哺乳動物中,幾乎有一半的基因組(45%至48%)包含轉座子或殘餘轉座子。人類基因組有大約42%反轉錄轉座子,而DNA轉座子約占2-3%[4]

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反轉錄轉座子(左下)生命周期的簡化表示

反轉錄轉座子與反座子 (retroposon) 較為相似,然而兩者的主要區別為反轉錄轉座子具有反轉錄酶,而反座子沒有。

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反轉錄轉座子的兩大類

反轉錄轉座子可以分成兩大類:

  • 一類是LTR反轉錄轉座子,包括Tyl-copia類和Ty3-gypsy類轉座子,是具有長末端重複序列(long terminal repeats,LTR)的轉座子,這也是反轉錄病毒基因組的特徵性結構,這類反轉錄轉座子可以編碼反轉錄酶(Reverse transcriptases)或整合酶(integrases),自主地進行轉錄,其轉座機制同反轉錄病毒相似,但不能像反轉錄病毒那樣以自由感染的方式進行傳播,高等植物中的反轉錄轉座子主要屬於Tyl-copia類,分布十分廣泛,幾乎覆蓋了所有高等植物種類。
  • 另一類是非LTR反轉錄轉座子,包括LINE(long interspersed nuclear elements,長散布核元件)類、SINE(Short interspersed nuclear elements,短散布核元件)類、複合SINE轉座子類,沒有長末端重複序列(non-long terminal repeats,non-LTR),自身也沒有轉座酶或整合酶的編碼能力,需要在細胞內已有的酶系統作用下進行轉座。

所有反轉錄轉座子都有一個共同特點,就是在其插入位點上產生短的正向重複序列。

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參見

參考

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