Ty因子(transponson yeast),即酵母转座子
因子。Ty因子是由分散的
DNA重复序列
家族组成,在不同品系的
酵母中它们所处的位点不同。
Ty是酵母转座子的
缩写。在转座的过程中产生了一个特征性的足迹:在已插入的Ty因子两侧存在5bp的靶DNA正向重复序列,Ty的转座频率要比细菌转录座子低,约为10-7~10-8。在单个Ty因子之间可能有歧化。大部分Ty因子可分为两类:Ty1和Ty917。它们的一般结构相同每个Ty因子长6.3 kb,2端有330 bp的正向重复,叫做δ。各种类型中的每个Ty因子都有一定的差异,包括酵母基因组中约有30个拷贝的Ty1和6个拷贝的Ty917。另外有约100个拷贝的独立δ,称为单独立的δs。δ序列也显示出异质性。一个Ty因子的两个重复序列似乎相同的或者密切相关。和Ty因子的连接的δ要比单独存在的δ要保守得多。表明对重复序列的识别可能与转座有关。 Ty因子可被转录成2种带有poly(A)+的RNA,其含量占单倍酵母细胞总mRNA的5%以上。这两种RNA的转录都是在左边d 因子内的启动子中起始,一个在5kb之后终止;另一个在5.7kb长后终止,位于右端的d 序列内。 Ty序列有两个
开放阅读框,以相同方向表达,但读框不同,但有13氨基酸的重叠。TyA的序列编码一种
DNA结合蛋白。TyB序列含有的区域与
反转录病毒的反转酶、蛋白酶及整合酶序列具有同源性。 TyA和TyB的组成与功能与反转录病毒的gag和po1相似。TyA和TyB是在两种阅读框中表达。Tya蛋白由TyA读框编码,在其末端终止。但TyB读框仅表达成为连接蛋白的一部分。通过特殊的移框通读了终止密码,将TyA区域和TyB区域融合在一起。此和反转录病毒中gag-po1的翻译相似。 Ty因子提供了一个较小的同源区。此同源区也就是由宿主系统介导的重组事件的靶子。这种重组常导致染色体的损伤。当重组发生在同一条染色体上的两个Ty因子之间时,会导致缺失或倒位;当重组发生在不同染色体上的Ty因子之间时会导致更为剧烈的改变。 Ty因子之间的重组看来是突然发生的,当检测到一个Ty因子时,发现另一个的可能性就大大增加。基因的转变发生在不同座位的Ty因子,结果是一个因子被另一个因子所取代。 Ty因子通过d 序列之间的同源重组可以切离。染色体上存在大量单独的d因子可能就是切离后留下的“脚印”。切离这一特点可能和Ty插入所引起突变的恢复有联系;回复的途径可能取决于左侧的d 序列。一个独特的观点认为两个d 因子具有相同的序列。在d 中的一端存在一个有活性的启动子,在另一端存在有活性的终止子。相似的特点发现在其它的转座因子中,包括反转录病毒。 Ty因子是典型的反转录子,由RNA介导转座。图23-69表示证实此结论的实验。此实验是将内含子插入到一个Ty序列中。此序列由质粒上的GAL启动子来控制,然后导入到酵母细胞中,转座的结果酵母的基因组中存在多个拷贝的转座子,但它们都没有内含子。我们知道只有一种途径可以切除内含子,那就是RNA的拼接。这表明Ty的转座机制和反转录病毒是相同的。Ty因子被转录成RNA并被拼接装置所识别。被剪接的RNA被一种转录酶所识别,以其为模板合成了双链DNA拷贝。
原来的Ty因子两端的d 序列是不同的,但转座后的Ty两端具有相同的d 序列,它们来自原来的5¢端d 因子。如果我们将d 看作是一个由U3-R-U5组成的LTR的话,那么Ty RNA的延伸是由R区到R区。正如图23-59-64表示的那样,LTR是由于在3¢加U5,在5¢端加U3形成的。
(2)转座是由Ty因子内的
基因控制的。GAL启动子用来控制被标记的Ty因子的转录,这个启动子可以被诱导,它可以通过加Gal来打开。启动子的诱导有两种作用:①可促进被标Ty因子的转座;②观察启动子的活性对Ty因子在酵母
染色体上转座频率的影响。这就意味着Ty因子的产物能反式作用于其它的Ty因子(实际是作用于它们的RNAs)。
(3)虽然Ty因子不产生感染颗粒,但在经诱导发生转座的细胞中存在着Ty病毒样颗粒(VLPs,Virus-like particles)。它们含有全长的RNA,双链DNA,具反转录酶活性的产物以及带有整合酶活性的TyB的产物。TyA的产物像gag产物一样被剪切成VLP的核心蛋白。此显示了
Ty转座子和反转录病毒十分相似。
它们不同之处在于Ty因子没有env基因,因此不能包装它的基因组。仅有某些Ty因子在任何酵母基因组中都有活性;大部分没有转座能力,此和惰性的内源性前病毒相似。由于这些无活性的Ty因子保留了δ重复序列,这些序列在对活性Ty因子的产物作出反应过程中提供了转座的靶序列。