转座因子 (TE) 是真核生物基因组中不可或缺的组成部分,在基因调控、重组和环境适应中发挥着多种作用。它们在基因组内移动的能力导致基因表达和 DNA 结构变化。TE 是遗传和进化研究的宝贵标记,有助于遗传图谱和系统发育分析。它们还通过促进基因重排(导致新的基因组合)来深入了解生物体如何适应不断变化的环境。这些重复序列对基因组结构、功能和进化有重大影响。本综述全面介绍了 TE 及其在生物技术中的应用,特别是在植物生物学中,由于其广泛的功能,它们现在被认为是“基因组黄金”。本文讨论了 TE 在植物发育中的各个方面,包括其结构、表观遗传调控、进化模式以及它们在基因编辑和植物分子标记中的应用。目标是系统地了解 TE 并阐明它们在植物生物学中的多种作用。
生物信息学博士后副助理德州理工大学健康科学中心被评为美国前100名医学院(根据美国新闻,第19位)。得克萨斯理工大学是美国第二大连续校园(1,900英亩),也是德克萨斯州唯一在同一校园内拥有本科和研究生大学,法学院和医学院的R1大学。实验室描述:LI生物信息学和基因组学实验室(dllab.org)正在寻求基因组FASTQ数据分析和管道开发的博士后助理,以加入我们的新实验室,并计划新的基因组医学中心。我们提供大型内部原始测序数据集(例如,基因组,转录组,甲基组。),最先进的HPC资源以及强大的指导和支持团队。示例工作包括病毒整合(基因组RES,PMID 30872350);转座元素(生物信息学,PMID 30895294)。我们完全致力于支持受训者的职业发展。薪水具有竞争力,并且与经验和生产力相称。职责:
第六版将表观遗传学主题扩展到整整一章,即第 16 章。在第七版中,这一章新增了一个部分,重点介绍异染色质的结构和功能。第六版增加了关于非编码 RNA 的章节,即第 17 章。这一姗姗来迟的章节是为了回应我们对非编码 RNA 在分子生物学许多方面的作用的认识的激增。尽管最近几版增加了两个新章节,但第七版的总页数并不比第五版长。第 17 章增加了关于 CRISPR-Cas 系统在为原核生物提供基因组防御机制方面的作用的讨论,第 21 章介绍了研究人员如何使用该系统来突变基因。由于医学遗传学和癌症生物学领域的材料不断增加,第七版将医学遗传学和癌症章节分为两章。第六版第 20 章中涵盖的材料已放在其他章节中。同源重组现位于第 19 章,转座位于第 10 章。
许多植物物种的驯化和改良经常涉及转录输出的调节,并继续为靶向性状工程提供许多希望。然而,控制这些性状相关转录变体的顺式调控元件 (CRE) 位于非编码区内,目前大多数植物物种对这些区域的注释很少。这在大型作物基因组中尤其如此,因为调控区仅占整个基因组空间的一小部分。此外,人们对 CRE 如何调节植物转录的了解相对较少。因此,了解调控区在基因组中的位置、它们控制哪些基因以及它们的结构是可用于指导传统和合成植物育种工作的重要因素。在这里,我们描述了调控实例的经典示例以及植物调控基因组学的最新进展。我们重点介绍了有价值的分子工具,这些工具可以大规模识别 CRE,并提供有关基因如何在不同植物物种中受到调控的前所未有的见解。我们重点关注染色质环境、转录因子 (TF) 结合、转座因子的作用以及调控区域与靶基因之间的关联。
R 环是一种非典型的三链核酸结构,包含一段 RNA:DNA 杂合体和一个不成对的单链 DNA 环。R 环具有生理相关性,可作为基因表达、染色质结构、DNA 损伤修复和 DNA 复制的调节剂。然而,非计划和持续的 R 环具有诱变性,可介导复制-转录冲突,如果不加以控制,会导致 DNA 损伤和基因组不稳定。详细的转录组分析表明,85% 的人类基因组(包括重复区域)都具有转录活性。这预示着 R 环管理在基因组的调控和完整性中起着核心作用。预计此功能对占人类基因组 75% 的重复序列具有特别的相关性。在这里,我们回顾了 R 环对着丝粒、端粒、rDNA 阵列、转座因子和三联体重复扩增等重复区域的功能和稳定性的影响,并讨论了它们与相关病理状况的相关性。
细菌中的性过程:转化,转导和缀合基因转移:现象机制和应用。重组:模型,机制和控制。基因作为表达单位。基因和聚 - 肽的结合性。阐明遗传密码,摇摆假设。基因表达的调节。额外的染色体遗传:发现质粒的生物学,F,RTF,Col-Factor和Ti质粒的类型和结构,复制和分配。不兼容和拷贝数控制,自然和人造质粒转移及其应用。可转座的遗传元件 - 转置的鉴定 - 是元素,复合座盆,TN3,TN5,TN9,TN9,TN10和MU噬菌体。换位机理。真核生物中的可替代元素:玉米 - AC&DS,SPM&DSPM,果蝇 - P元素。复古转座子。真核生物的遗传学:基因链接和染色体映射。交叉 - 有点交叉,四分法分析。染色体的组织,专门的染色体,染色体异常,定量遗传,种群遗传学。使用果蝇作为模型系统的遗传学发展。
理解染色质功能对于不清除欧洲核心中基因组调节的复杂性至关重要。染色质的基本亚基是Nu-Cleosome,它是由包裹在八个组蛋白蛋白的DNA形成的。Berger组的研究重点是研究组蛋白变体和重塑剂的进化论和功能,这是染色质调节的关键成分。在去年,Berger组证明了组蛋白变体与组蛋白的翻译后修饰至关重要,从而塑造了染色质指示转录调控。His-Tone变体H2A.X在维修DNA的机械中起着关键作用。Berger Group在拟南芥中确定了这一途径的两个关键参与者。此外,他们还表征了与调节转座活性的特定类型组蛋白变体的沉积相关的染色质重塑剂。最近该组还表明,在陆地植物的进化过程中,翻译后修饰H3K27me3将其靶标从转座子转换为控制基因沉默的顺式元素。H3K27me3的新功能有可能重塑植物的基因组。
甚至在基因组测序之前,遗传资源都支持物种管理和育种计划。当前的技术,例如长阅读测序,可以解决复杂的基因组区域,例如富含重复或含量高的GC含量的技术区域。改善的基因组连续性提高了识别结构变异(SV)和转座元素(TES)的精度。我们为澳大利亚亚洲鲷鱼(Chrysophrys auratus)提供了改进的基因组组件和SV目录。新组装更连续,可以鉴定14个centromeres,并从黄鳍seabream中转移26,115个基因注释。与先前的组件相比,注释了35,000个其他SV,包括更大,更复杂的重排。svs和tes表现出偏向染色体末端的分布模式,可能受重组的影响。一些SV与生长相关的基因重叠,强调其意义。这个升级的基因组是研究自然和人工选择的基础,为相关物种提供了参考,并阐明了根据进化形成的基因组动力学。
长期散布的元素-1(LINE-1,L1)是可转座元素,占人类基因组的17%。这些元素可以复制并插入新的基因组位置。通常,它们在健康组织中保持沉默,但在各种人类疾病中表达。线1表达与衰老,神经退行性疾病,癌症和自身免疫性疾病有关。尽管线1表达与疾病有相关性,但几乎没有什么了解如何调节线路1的表达。为了探讨这一点,我们开发了一个细胞报告系统,以同时监测LINE-1-1编码ORF1P和ORF2P的蛋白质水平。使用此报告基因系统,使用基于基因组CRISPR/CAS9的筛选,我们确定了在RNA和蛋白质水平上控制LINE-1表达的基因。除了诸如Hush Complex之类的已知调节剂外,我们的筛查还发现了ORF1P和ORF2P的先前未知的调节剂,其中许多似乎参与了与人类疾病有关的关键分子途径。这些发现可能会增强我们对调节线路1的分子机制的理解,并提供对与线路1失调相关的疾病的潜在治疗靶标的见解。
微生物遗传学的最新技术:聚合酶链反应(PCR)。生物信息学,即生物学数据的组织,存储,检索和分析。基因工程课程内容测序的应用第1周第1周DNA和RNA的结构和特性。遗传分析的原则。第2周质粒和转座遗传元素。诱变和DNA维修。第3周突变,诱导,分离和表征突变体的机制和性质。连续评估1周4遗传交换,包括转化,转导,噬菌体转化和共轭第5周遗传信息的遗传编码和表达。第6周微生物遗传学的最新技术:聚合酶链反应(PCR)。第7-8周生物信息学,即生物数据的组织,存储,检索和分析。第9周连续评估2周10 - 11基因工程的应用第12周修订建议阅读材料1。Larry Snyder,Joseph E. Peters,Tina M. Henkin和Wendy Champness(2013)。 细菌的分子遗传学。 ASM按。Larry Snyder,Joseph E. Peters,Tina M. Henkin和Wendy Champness(2013)。细菌的分子遗传学。ASM按。ASM按。