依靠同源性而能移动的DNA节段即称为转位因子。Tn10两端的IS(右侧IS10R,左侧为IS10L)即不完全相同。在IS10两端的反向重复顺序长22bp。这个22bp的反向重复即是转位酶所赖以识别的位点,因而为转位反应所必须。由于IS10R和IS10L的反向重复不完全相同,所以IS10R是Tn10转位所必须,而IS10L的转位活性却仅为IS10R的1-10%。
细菌体内编码抗药性(例如抗四环素和青霉素)的基因存在于质粒中。质粒与细菌染色体之间几乎没有什么同源性。然而带有这样质粒的细菌,其抗药性基因偶而也会出现在细菌染色体中或菌体内噬菌体的后代中。显然这是一种没有同源性的重组作用的后果。这种抗药性基因定居在新的基因组中后,还能继续迁移(例如从细菌DNA到另一个质粒等)。当然,这并不是常见的现象,其机率在一百万次细胞分裂中还可能不到一次,但是由于其带有抗药性基因,很容易被检查出来。用电子显微镜技术(检查有无异源双链)和用限制酶分析均可发现有新的DNA序列的插入。这种不依靠同源性而能移动的DNA节段即称为转位因子(transposableelements)。已知转位因子的大小为750-40000bp。转位因子的发现是70年代末分子生物学发展中的大事,成了人们关注和研究的中心问题。
许多转位子两端的IS具有完全相同的反向(或同向)重复顺序。但亦有些Tn两端IS不完全相同,从而引起其功能各异。例如Tn10两端的IS(右侧IS10R,左侧为IS10L)即不完全相同。在IS10两端的反向重复顺序长22bp。这个22bp的反向重复即是转位酶所赖以识别的位点,因而为转位反应所必须。由于IS10R和IS10L的反向重复不完全相同,所以IS10R是Tn10转位所必须,而IS10L的转位活性却仅为IS10R的1-10%(目前估计IS10R和IS10L之间约有2.5%的差异)。此外,Tn10所需靶序列(同向重复序列)亦有特异性。这个9bp的同向重复中有6bp在靶序列中是对称排列的,并且是共同顺序(consensus)。
5’-NGCTNAGCN-3’
3’-NCGANTCGN-5’(N为任意碱基对)
靶序列和共同顺序愈相似,则转位的频率愈高。很可能转位酶需要同时识别末端反向重复和靶序列二者方能发挥作用。
IS10R有两个启动子,一个是POUT,另一是PIN。这两个启动子转录方向相反,即其各自的开放读框(openreadingframe,ORF),是在不同的DNA链上。只有PIN所转录的ORF才是转位酶的基因。控制转位的作用的频率显然对细胞是很重要的,每个转位子都有控制它自己转位频率的机制,而转位酶的产量常为关键。Tn10合成的转位酶的量很低。PIN负责转位酶基因的转录,而POUT却引起相邻的宿主DNA的转录(这就是为什么Tn10可引起其邻近的细菌基因表达的原因)。
有人发现,当用人工方法引入一个带有多拷贝IS10R的质粒进入宿主细菌时,Tn10在宿主染色体上的转位作用即被抑制,这种现象称为“多拷贝抑制现象”。这种抑制作用有赖于POUT的存在。多拷贝抑制并非抑制转位酶基因的转录,而是抑制其翻译。这是由于PIN和POUT转录本在其5’端有约36bp的重叠。因为POUT是(比PIN)更强的启动子,故产生较大量的OUTRNA,后者能和INRNA互补配对,从而阻止了转位酶的翻译。
此外,IS10引起的转位作用是和DNA复制周期相关的,这是因为在复制时可出现上文提到的“半甲基化状态”。