整合子的含义

Question

整合子的概念 与质粒、转座子、基因盒的关系
转移方式 整合方式 介导细菌耐药机制等
总之 越详细越好！Thank you!

Answer 1

2 整合子的结构和分2.1 整合子的结构整合子的结构如图1所示，由3个部分组成：5′保守末端(5′conserved segment,5′CS)、3′保守末端(3′conserved segment,3′CS)和两者之间的可变区(vari�able region)。5′CS是整合子的基本结构，包括编码整合酶(integrase,IntI)的基因(intI)、整合子重组位点attI和整合子可变区启动子(Pant)［6］。IntI属于酪氨酸整合酶家族，催化基因盒在整合子重组位点attI和基因盒重组位点attC之间的整合和剪切。整合酶基因带有自己的启动子Pint。attI位于整合酶基因的上游，是外源基因盒整合到整合子上的位点。启动子Pant指导下游可变区中自身不带有启动子的基因盒中基因的表达。启动子Pant的方向与Pint的方向相反。可变区带有不同数量和功能的基因盒，但可变区并不是整合子的基本结构，有的整合子在5′CS和3′CS之间没有基因盒插入［7］。3′CS因整合子的种类不同而异。 2.2 整合子的分类
整合子常根据intI基DNA序列的不同进行分类，研究较多的主要有以下4类： 第一类整合子最常见，从临床菌株中发现的整合子大多属于此类。其整合酶IntI1含有337个氨基酸。5′CS有编码IntI1的基因intI1、重组位点attI1和启动子Pant。其中Pant位于IntI1的编码框内，有的整合子还有启动子P2［1］。大多数第一类整合子的3′CS包括3个开放读码框(ORF)：磺胺耐药基因(sul1)，季铵盐化合物及溴乙锭的耐受基因(qacE△1)及功能不明的ORF5［8］。可变区带有不同数量的基因盒，大部分是编码各种抗生素抗性的耐药基因盒。第二类整合子存在于Tn7或它的衍生物上，其整合酶基因intI2被一个终止密码子中断，是缺陷的整合酶基因，它的产物IntI2约有318个氨基酸，与IntI1有40%的同源性［9，10］。IntI2不能催化基因盒的整合与剪切。目前仅发现核苷转移酶基因aadAla、甲氧苄啶耐药基因dhfr及链丝霉素耐药基因sat位于该类整合子上。现已在沙门菌、志贺菌和不动杆菌中发现第二类整合子。
第三类整合子最初由Arakawa在耐碳青霉烯类抗生素的粘质沙雷菌的质粒上发现的，其整合酶IntI3有346个氨基酸，与IntI1有60.9%的同源性。目前仅在粘质沙雷菌、肺炎克雷伯菌等细菌中分离出第三类整合子，只发现碳青霉烯耐药基因位于该整合子上［11，12］。
以上三类整合子与细菌耐药基因的播散密切相关，常被合称为耐药整合子(resistance integron，RI)。第四类整合子是Mazel等［13］在霍乱弧菌基因组中首次发现，其整合酶IntI4有320个氨基酸，与前三类整合子的整合酶有45%～50%的同源性。此类整合子的可变区可带有上百个基因盒，故又称为超级整合子(superintegron，SI)。SI基因盒中的基因除了与细菌耐药有关外，还与细菌的代谢和毒力有关［14］。除霍乱弧菌外,在梅氏弧菌、费氏弧菌、拟态弧菌等细菌的染色体基因组中也发现了超级整合子。
此外，可根据整合子是否具有可移动性将整合子分为移动性整合子(mobile integrons)和超级整合子［14］。移动性整合子与移动性基因元件结合在一起，可伴随移动性基因元件一起移动，与细菌耐药基因的播散密切相关。超级整合子位于染色体上并成为染色体的一部分而不能自由移动。
3 基因盒的结构3.1 基因盒的结构基因盒是一种可移动性基因元件，可以环状的形式独立存在，也可整合入整合子中而成为整合子结构的一部分［1］。基因盒的结构如图2，由单一基因(结构基因)和一个整合位点attC组成。由于第一个被发现的attC长度为59bp，所以attC又称为59碱基元件(59 base elements，59be)。第四类整合子的attC位点称为霍乱弧菌重复序列(Vibrio cholera repetitive sequences，VCRs)。attC位点的长度为57～141bp，是一个不完全的反向重复序列，并含有可被整合酶识别的特异性整合位点。attC位点的两端分别为一7碱基对的保守片段，分别称为核心位点(core site，CS)和反向核心位点(inverse core site，ICS)。核心位点的共同序列为GTTRRRY(R：嘌吟，Y：嘧啶)，核心位点位于attC位点的右侧，互补的反向核心位点序列为RYYYAAC，位于attC位点的左侧。当游离的环状基
A：环状基因盒； B：线性基因盒 基因盒的结构因盒在整合酶的催化下与整合子的attI发生位点特异性重组时

Answer 2

整合子是一种遗传因素,包含一个能捕获外源基因的位点特异重组系统，这些被捕获的外源基因通常是耐药基因（如编码氨基糖苷类、β-内酰胺类、氯霉素、磺胺类等的基因）。这些耐药基因被包含在叫做基因盒的单一的移动单元。整合子由两个保守片段即5′端和3′端保守段组成，在5′端保守段包含有编码整合酶的Int基因、Int特异重组位点（attI）和负责基因转录的启动子P1（Pant）和P2�，但P2 仅少见于少数整合子。Int位于整合子5′保守末端，属于酪氨酸整合酶家族，其编码的整合酶识别两个不同的重组整合位点，即位于整合子上的attⅠ位点和位于基因盒的59-be家族成员（attc位点）。整合酶负责催化attⅠ位点和一个59-be位点之间、两个59-be位点之间及两个attⅠ位点之间的重组，但两个attⅠ位点之间的重组效率比attⅠ位点和一个59-be位点之间的重组效率低。3′端保守段的结构则因整合子类型的不同而异。基因盒是单一的可移动的DNA分子，通常以环行独立的状态存在。只有当它被整合子捕获并整合到整合子中才能转录。基因盒通常不含启动子，但一旦基因盒插入整合子，这个基因就能在5′端的共同启动子Pant作用下转录。基因盒是由一个ORF（通常是耐药基因）和一个反向不完全重复序列即59-be组成，59-be片段交换位点长度从50 bp ～150 bp不等。在反向重复序列的5′端有一个长7 bp反向核心位点RYYYAAC；在3′端有一个核心位点GTTRRRY（R为嘌呤，Y为嘧啶）。基因盒插入attⅠ位点导致基因盒下游的此级位点（attc）的形成。一个整合子可以捕获一个或多个基因盒，被捕获的基因盒5′端与attⅠ位点，3′端的59-be片段与attc位点发生特异重组。整合子-基因盒结构如图1。

Answer 3

１． “课程整合”并非“学科整合”

有相当多的教师把“课程整合”与“学科整合”混淆了，其实连笔者刚听说课程整合这个术语时，也是不由自主地把这两个术语混淆了，后来经过深入地研究才发现，原来这两个术语存在非常大的区别。
“课程整合”是“信息技术与其他课程整合”的简称，主要是指把信息技术运用到数学、语文、物理、化学或综合课等其他学科教学的过程，属于教育信息化范畴。而“学科整合”指的是学科之间，如数学、语文、物理、化学之间的相互贯通，属于课程改革范畴。
由此可见，“课程整合”与“学科整合”是并不相同的两个概念。虽然它们在外延上存在交叉关系，但是各自分属于不同的教育科学研究体系，二者之间的差异也是非常大的。
２． “信息技术与课程整合”的由来
“信息技术与课程整合”正式的提法来源于教育部在２０００年《关于在中小学普及信息技术教育的通知》，通知指出：“努力推进信息技术与其他学科教学的整合，鼓励在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段并把信息技术教育融合在其他学科的学习中。各地要积极创造条件，逐步实现多媒体教学进入每一间教室，积极探索信息技术教育与其他学科教学的整合。”
３． “信息技术与课程整合”的定义
关于什么是“信息技术与课程整合”，国内许多教育技术专家给了定义，但是都不太容易理解。我们这里浅显地把“信息技术与课程整合”理解为“运用信息技术促进其它学科的教学”。
４． “信息技术与课程整合”的表现形式
其实“信息技术与课程整合”没有那么神秘，它就在你的身边。凡是在教学中运用了现代信息技术，都算是“信息技术与课程整合”。比如，用ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ、Ａｕｔｈｏｒｗａｒｅ等工具制作和演示课件、使用教育资源库查找资料、用Ｗｏｒｄ编写教案和试卷、用Ｅｘｃｅｌ统计学生成绩、用智能组卷系统命题组卷等等，都是信息技术与课程整合。
５． “信息技术与课程整合”与“ＣＡＩ”的区别
首先，“计算机辅助教学”只是指用计算机来“辅助”教学，而“信息技术与课程整合”是指用信息技术“整合”到教学中去。所谓“整合”，就是“有机地成为一体”，成为像粉笔、黑板一样的老师离不开的工具。当然，信息技术不能只起代替粉笔和黑板的作用，还要发挥其强大的对教学效果的促进作用。
比如以前组卷，老师用题纸加浆糊，出一套试卷怎么也得几个小时吧？一旦用了智能组卷系统就不一样了，三下五除二，几分钟一套试卷就出来了，你还可以修改，方便吧？