細胞中能改變自身位置的一段去氧核糖核酸(DNA)序列。轉座因數改變位置(例如從染色體上的一個位置轉移到另一個位置,或者從質粒轉移到染色體上)的行為稱為轉座。

  第一個轉座因數是40年代美國遺傳學傢B.麥克林托克在玉米中發現的解離因數(見位置效應)。現在證明果蠅、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)與大腸桿菌(Escherichia coli<)等的染色體以及多種細菌質粒上也都有不同類別的轉座因子存在,不但某些噬菌體DNA本身就是轉座因子,而且有些致癌的RNA病毒的前病毒也具有類似於細菌轉座子的結構。

  原核生物中的轉座因子 根據分子結構與遺傳性質可分為3類。

  插入序列 簡稱IS因子,如IS1、IS2等,目前已知的至少有11種。它們的核苷酸序列一般在700~2000堿基對之間,IS因子隻含有與轉座有關的基因與序列。它既可以獨立的,也可以作為其他轉座子的一個部分存在於某些細菌(如大腸桿菌與沙門氏菌)的染色體和質粒上。

  轉座子 以Tn表示,如Tn1、Tn2等。分子大小一般在2000~25000堿基對之間,兩端有相同的序列,如果它們的方向相反則稱為反向重復順序(IR)。某些轉座子的IR便是已知的IS因子,這些IR既可以作為Tn的一個部分而轉座,也可以單獨轉座。轉座子除含有與轉座有關的基因與核苷酸序列外,還含有一些其他的基因。已發現近40種不同的轉座子分別帶有不同的抗菌素抗性基因、乳糖基因、熱穩定腸毒素基因或接合轉移基因等。例如Tn3含有三個基因,即編碼β-內酰胺酶的氨芐青黴素抗性基因(AmpR)、轉座酶基因(TnpA)和編碼一種阻遏物的調節基因(TnpR)(見圖)。Tn3 從供體質粒轉座到受體質粒前先要經過兩種質粒融合成為共合體這一過程,TnpA基因編碼的轉座酶在這一過程中是不可缺少的。TnpR基因編碼的多肽除瞭對TnpA基因與TnpR基因本身的表達有阻遏作用外,對於使共合體解開成為各帶一個 Tn3的兩個質粒的過程是不可缺少的。

  轉座噬菌體 大腸桿菌的溫和噬菌體Mu與D108都具有轉座子性質。Mu噬菌體DNA能通過轉座而插入到宿主染色體的幾乎任何一個位置上。Mu噬菌體DNA距末端不遠處也有類似的IS序列,靠近一端處有與轉座有關的A基因與 B基因,在A、B基因與末端之間還有一段不長的核苷酸序列,這一序列編碼的產物對A、B基因的表達有負控制作用。

  真核生物中的轉座因子 玉米籽粒色斑的產生、果蠅復眼顏色的變異、啤酒酵母接合型的轉換等現象都與轉座因子在染色體上的轉座有關。

  果蠅的轉座因子有copia、412與297等;它們的兩端都有同向的重復序列,這些重復序列的兩端又有較短的反向重復序列。copia分散在染色體的不同位置,約有30個拷貝。啤酒酵母中有控制 a與 α兩種接合型的兩個基因a與α,這兩個基因都能轉座。當a基因從它的座位HMR轉座到MAT座位後便能表達,細胞即成為 a接合型;當α基因從它的座位HML轉座到MAT座位後原來在 MAT座位上的a基因消失,α基因得以表達,細胞便轉換成 α接合型。這表明這兩個轉座因子具有明顯的生理功能,它們與其他轉座因子不同之處是隻能轉座到MAT這一個座位上。

  轉座機制和效應 這方面研究得最清楚的是細菌的轉座子,轉座子的轉座一方面依賴於必要的結構──兩端的IR序列,另一方面依賴於基因的作用。和轉座有關的蛋白質一般都由轉座子本身的基因所編碼;在大腸桿菌中轉座子的轉座和導致大腸桿菌染色體重組的基因recA無關。轉座過程是一個非同源重組過程(見連鎖和交換),通過這一重組過程轉座子出現在一個新的位置上,可是原來位置上的轉座子並不消失。雖然已經有一些企圖說明轉座過程的分子機制模型,但是它們的確切機制還有待進一步研究。轉座子的轉座可以帶來一系列的遺傳學效應。在接受轉座子的靶DNA分子上除瞭出現轉座子序列以外,還使插入位置的一端出現和另一端原有序列相同的核苷酸序列;轉座子插入某一基因中可以使這一基因發生突變,而且由於轉座子常帶有抗藥性基因,所以還常使同一位置上出現抗藥性基因;如果插入位置是在一個操縱子中則常帶來極性效應(見基因調控)。轉座子可以從原來位置上消失,這種現象稱為切離。準確的切離可帶來和回復突變一樣的遺傳學效應;不準確的切離則會帶來多種效應,包括缺失、倒位、易位、重復等。

  由於轉座因子既能給基因組帶來新的遺傳物質,在某些情況中又能象一個開關那樣啟動或關閉某些基因,並常使基因組發生缺失、重復或倒位等DNA重排,所以它與生物演化有密切的關系,並可能與個體發育、細胞分化有關。

  此外,帶有不同抗藥性基因的轉座子在細菌質粒間的轉座會導致多價抗藥性質粒的形成,這將使多種藥物藥效降低,對人類的健康是一個威脅,因此需要研究解決的辦法。另一方面具有獨特功能的轉座因子已經成為遺傳學研究中一種有用的工具。