NGS012 转座酶建库及ATAC-seq

一段DNA顺序可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用，此过程称转座。这段序列称跳跃基因或转座子。转座子是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。

执行转座功能的酶，通常由转座子编码，识别转座子两端的特异序列，能把转座子从相邻序列中脱离出来，再插入到新的DNA靶位点，无同源性要求。

转座子包括两端的反向重复序列和中间的转座基因。反向重复序列是转座酶结合的位置，中间的转座基因就是基因间来回跳跃的基因片段。

Tn5 全长约5.8kb，由编码三个抗生素（新霉素、博莱霉素、链霉素）的核心序列和两条倒置的IS50 序列组成，其中IS50R和IS50L的序列高度同源，只有IS50L的一个碱基存在突变。IS50具有19bp的倒置末端（外末端outsideend，OE和内末端inside end，IE），两倒置末端有7个bp不同，此倒置末端是转座酶（Tnp）的作用位点。IS50L和IS50R均含有编码转座酶（TnP）以及转座阻遏蛋白（lnh）的基因，但由于IS50L中的碱基突变，造成翻译提前终止，所以仅有IS50R可以产生正常的有活性的TnP和lnh。

转座发生时，两个转座酶分子结合到Tn5转座子的OE末端，形成两个Tnp-OE复合体，随后两个复合体联会，末端相互作用而二聚体化，形成由一个二聚体蛋白质和两分子DNA组成的联会复合体。形成该联会复合体后，Tnp才具有切割DNA的活性。形成这种结构有利于协同Tn5 DNA 链的切割和转移，有利于防止Tnp只对转座子DNA链的一端进行切割。结合在左末端的Tnp负责催化右末端的磷酸二酯键水解，而结合在右末端的Tnp负责催化左末端的磷酸二酯键水解。活化Tn p水分子，此活化的水分子水解DNA链，在Tn5的两末端分别形成两个3’-OH亲核基团，该亲核基团进而攻击互补链形成发夹结构。随后另一活化的水分子水解该发夹结构, 形成平末端的Tn5，整个联会复合体离开供体链，并结合到靶DNA上。Tn5的3’-OH亲核攻击靶序列，在转座子插入位点之间形成9bp的粘性末端，转座子的3’-OH同靶DNA的5’-P之间形成***价键，转座子就插入到靶序列之中。在DNA 聚合酶的作用下补平缺口，转座子的两端形成9 bp的正向重复序列。整个转座过程完成了基因从原始DNA被剪切之后粘贴在另一受体DNA 的过程，实现了基因的“跳跃”（如图）。

ATAC-seq也即Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing，是利用转座酶探究可接近性染色质高通量测序技术。