[SciScape] 跳躍基因的分子機制

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             SciScape 新聞 (http://leos.bu.edu/)   
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[Jul 11, 00] 跳躍基因的分子機制

在七月七日的「科學」期刊上，來自威欺康辛大學的研究團隊，
發表了Tn5轉位酵素的三維結構。這是自基因轉位現象被發現至
今五十年來，科學家們第一次有仔細描述跳躍基因的分子機制。

1951年，遺傳學家Barbara McClintock 為了解釋她在玉米粒
上所觀察到的現象，首次提出了「跳躍基因的控制子」觀念。
然而，這個複雜的想法並不能夠為當年的遺傳學家接受並且欣
賞，所以一直要到1983年，McClintock博士才得到她應享的榮
耀----諾貝爾生物醫學獎。今日，我們已經知道，在人類的基
因體中，有百分之三十的基因是屬於這類的跳躍基因。因為他
們具有重塑個體基因的能力，這些轉位子在基因遺傳和演化上
，扮演極為重要的角色。可是，倒底是什麼樣的分子機制，造
成基因轉位的現象呢 ? 

在這一期的「科學」期刊上，由Ivan Rayment 和Bill Reznikoff
所領導的團隊，利用X光結晶繞射的技術，成功地解出大腸桿菌
轉位酵素Tn5 及其轉位子結合的三維原子結構。過去，結構生
物學對於Tn5轉位酵素的研究，主要都集中在切割DNA的核心部
分，對於這個酵素整體的形狀，以及它如何和DNA作用，並沒有
一個清楚的概念。如今，藉由此三維結構的解出，對於轉位的
機制，我們有了更清晰的一副圖象。以下就是他們所提出的轉
位模型：

在轉位之前，一個Tn5轉位酵素與轉位子一端的特定序列結合，
而另一個轉位酵素亦可和相反端的相同序列結合。這兩個轉位
酵素都無法各自執行DNA的切割動作，但藉由DNA迴圈的形成，
轉位子兩端之轉位酵素因而靠近，並能夠切割異端的DNA。然後
，這個轉位子-轉位酵素之複合體可以自由移動，並且插入新的
位置，造成了跳躍基因的形成。

這個機制的發現，不但使我們對轉位的分子機制有更深入的
了解，同時也對AIDS的研究有極大的貢獻，因為HIV病毒也
是利用和轉位子類似的方式，將它們自己插入人類的基因體
中的。對於這些酵素的研究指出，它們的核心結構十分接近
，這意味著它們極可能利用同樣的機制作用。所以，對於Tn5
的了解將有助於抑制HIV酵素Integrase的化合物之合成。


--編譯自:
Science Daily
<http://www.sciencedaily.com/releases/2000/07/000710071506.htm>
News--UW Madison
<http://www.news.wisc.edu/thisweek/view.msql?id=5093>
--相關連結: 
Science 
<http://www.sciencemag.org>
Schematic depicting the mechanism of transposition catalyzed by the Tn5 transposase
<http://www.news.wisc.edu/thisweek/view.msql?id=5094>

 -- 責任編輯: YPChang <[e-mail]>