整合性遗传元件的整合
整合性遗传元件可在宿主染色体中经历整合、环化和删除过程，并通过接合转移等水平基因转移方式进入到其他宿主中去。酪氨酸重组酶介导整合性遗传元件上的attP位点与基因组DNA上的attB位点之间发生重组，对该酶的晶体结构分析表明，在保守的结构基元His-X-X-Arg中的His残基、Arg残基及其上游的另外一个Arg残基和下游直接参与酯基转移反应的Tyr残基一起构成了酪氨酸重组酶的催化活性中心。
超嗜热古菌整合酶: SSV1病毒中的整合酶是首个通过体内及体外实验验证的超嗜热古菌整合酶。根据古菌整合性遗传元件整合酶的特征不同可分成两种类型：一种被称为SSV型，在发生整合之后整合酶基因分成两段序列存在于整合性遗传元件两端；另一种被称为pNOB8型，在发生整合之后整合酶的基因序列仍然保持完整。
在当前已知的超嗜热古菌整合性病毒中(如SSV、ATV和TPV)、隐秘质粒pRN家族的pXQ1以及pT26-2等整合性接合质粒所编码的整合酶均属于SSV型整合酶。SSV整合酶可同时催化病毒的整合和删除反应，27bp的特异性DNA序列是其酶反应所需最短序列。对于pNOB8型整合酶，目前仅发现存在于Sulfolobus的pNOB8质粒及pING家族的接合质粒中，尚没有在Sulfolobus来源的病毒中发现此类整合酶。
系统发育分析显示古菌来源的SSV和pNOB8型整合酶可以形成独立的分支，而古菌中的XerC/D类型的重组酶则与细菌中的Xer类型的整合酶形成一个家族分支。在细菌中，XerC/D蛋白参与了对染色体复制过程中二聚体的解除，确保了细胞周期中染色体的正常分离。我们在P. yayanosii基因组岛PYG1中发现其携带的酪氨酸重组酶含有XerC/D的保守结构域，暗示了该重组酶不仅可以介导PYG1在基因组上的位点特异性整合和删除，同时可能对于染色体复制过程中的DNA修复具有重要作用。
整合酶的目标序列: 到目前为止古菌中所有已鉴定的整合性遗传元件，如质粒、病毒、基因组岛等几乎都以tRNA基因作为位点特异性重组的靶位点，因此，与tRNA基因连锁的重复序列attL或attR位点已经被作为古菌中鉴定整合性遗传元件的标准。然而，一个有缺陷的古菌psiM100病毒可以利用仅有AT碱基的序列作为att位点，S. solfataricus SSV9病毒可以整合在一个非tRNA位点，表明除了tRNA基因外其他序列也可能是古菌整合性遗传元件的靶序列。
整合性遗传元件的维持
整合性遗传元件在体内稳定存在的原因主要有：一方面环境因子作为选择压力可维持这些元件的稳定遗传，从而为宿主提供特定环境下的生态优势，例如深海嗜压发光杆菌属Photobacterium profundum SS9菌株中3个基因组岛在压力敏感型的衍生菌株3TCk中会发生丢失；另一方面，这些元件携带了维持其稳定遗传的相关基因，如在铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa中，整合性接合元件PAGI-1的稳定遗传与其携带有和Bacillus subtilis中负责染色体分配和质粒稳定遗传的Soj蛋白的相似编码序列有关。此外，研究显示毒素-抗毒素系统和限制-修饰系统对于可移动整合性遗传元件在体内的稳定维持具有促进作用。
毒素-抗毒素(TA)系统: 在细菌和古菌基因组中通常会有多个定位于染色体以及病毒、质粒等遗传元件上的TA系统。典型的TA系统由毒素蛋白和抗毒素蛋白构成，抗毒素蛋白通过与毒素蛋白结合或抑制毒素蛋白翻译，从而抵消毒素对细胞的毒性。近来通过生物信息学分析在几个硫化叶菌、热球菌和产甲烷菌的移动元件中鉴定了一些RelBE和VapBC家族的TA系统。
S. solfataricus中VapBC家族的TA系统可以在热激状态(80-90 ℃)下被诱导表达，但此类TA系统在热应激反应中生理功能尚不得而知。TA系统可以稳定基因组中大的非必需(或不稳定) DNA区域，并且往往作为自私基因传播，以增强TA系统自身出现的频率。
在弧菌属Vibrio cholerae中整合性接合元件SXT内部携带的TA系统(mosT和mosA)可以维持SXT在体内的稳定遗传；在乳球菌属Lactococcus lactis中AbiE型TA系统可以促进不稳定质粒在L. lactis体内的稳定遗传。在古菌P. yayanosii的基因组岛PYG1中，我们也发现存在一个假定的AbiE型TA系统，然而其是否参与维持PYG1稳定遗传尚未得到证实。
限制-修饰(RM)系统: 在细菌和古菌中，RM系统经常存在于可移动元件中或通过水平基因转移获得，具有限制质粒的传播和外源DNA侵入的功能。与TA系统类似，RM系统也被认为是一种自私基因。例如，编码了Ⅱ型RM系统的质粒如果在细胞分裂后的一些子细胞中发生随机丢失，就会导致细胞的死亡，这种行为被称为分离后致死。
因此，携带Ⅱ型RM系统的质粒倾向于在宿主细胞中稳定遗传。基因组上编码的RM系统也在维持基因组稳定方面发挥作用，如基因组岛等整合在基因组中的遗传元件可能会在传代过程中发生丢失，然而一些携带有RM系统的基因组岛则可以稳定存在于基因组中。
