Mitkä ovat tyypit, ominaisuudet, ominaisuudet

Mitä ovat transposonit?

Se Transposonit o Transpononable elementit ovat DNA -fragmentteja, jotka voivat muuttaa niiden sijaintia genomissa. Matkatapahtumaa kutsutaan transpositioksi ja se voi tehdä sen asennosta toiseen, samassa kromosomissa tai vaihtamaan kromosomia. Niitä on läsnä kaikissa genomeissa ja tärkeässä määrässä. On tutkittu laajasti bakteereissa, hiivoissa, vuonna Drosophila Ja maississa.

Nämä elementit on jaettu kahteen ryhmään ottaen huomioon elementin siirtymämekanismi. Siten meillä on retrotransposoneja, jotka käyttävät RNA -välittäjää (ribonukleiinihappo), kun taas toinen ryhmä käyttää DNA -välittäjää. Tämä viimeinen ryhmä on transposonit Sensus stricto.

Uudemmassa ja yksityiskohtaisemmassa luokituksessa käytetään elementtien yleistä rakennetta, samanlaisten syiden olemassaoloa sekä DNA: n ja aminohappojen identiteettiä ja yhtäläisyyksiä. Tällä tavoin määritetään alaluokat, superperheet, transpononable -elementtien perheet ja alaryhmät.

Yleiset luonteenpiirteet

Transposonit ovat DNA: n erillisiä fragmentteja, joilla on kyky mobilisoida genomin sisällä (nimeltään "vieras" genomi), jotka yleensä luovat kopioita itsestään mobilisointiprosessin aikana. Transposonien, niiden ominaisuuksien ja genomin roolin ymmärtäminen on muuttunut vuosien varrella.

Jotkut kirjoittajat katsovat, että ”siirrettävä elementti” on sateenvarjo, joka osoittaa monipuoliset geenisarjan, jolla on erilaisia ​​ominaisuuksia. Suurimmalla osalla näistä vain on välttämätön sekvenssi niiden siirtämiseksi.

Vaikka jokaisella on ominaisuus, että pystyt liikkumaan genomin läpi, jotkut pystyvät jättämään kopion itsestään alkuperäiseen sivustoon, mikä johtaa genomin transponoble -elementtien lisääntymiseen genomissa.

Yltäkylläisyys

Eri organismien (mikro -organismit, kasvit, eläimet) sekvensointi on osoittanut, että siirrettävät elementit ovat käytännössä kaikissa elävissä olennoissa.

Transposoneja on runsaasti. Selkärankaisten genomissa ne miehittävät 4 - 60% organismin kaikista geneettisistä materiaaleista, sammakkoeläimistä ja tietyssä kalaryhmässä transposonit ovat erittäin monimuotoisia. On olemassa äärimmäisiä tapauksia, kuten maissia, joissa transposonit muodostavat yli 80% näiden kasvien genomista.

Ihmisillä transpononoitavia elementtejä pidetään genomin runsaimpana komponentteina, runsaasti lähes 50%. Huomattavasta runsaudesta huolimatta heidän roolia heidän geneettisellä tasolla ei ole täysin selvitetty.

Otetaan huomioon tämä vertaileva hahmo, otetaan huomioon koodaavat DNA -sekvenssit. Nämä transkriboivat lähettilään RNA: lla, joka lopulta transferends proteiiniksi. Kädellisissä koodaava DNA kattaa vain 2% genomista.

Transposonien tyypit

Yleensä siirrettävät elementit luokitellaan sen mukaan, miten ne mobilisoivat genomia. Siten meillä on kaksi luokkaa: luokan 1 ja luokan 2 elementit.

Luokan 1 elementit

Niitä kutsutaan myös RNA -elementeiksi, koska genomin DNA -elementti transkriptoidaan RNA: n kopioon. Sitten RNA: n kopiosta tulee toinen DNA, joka asetetaan valkoiseen isäntägenomikohtaan.

Niitä tunnetaan myös nimellä retro-elementit, koska niiden liikkuminen annetaan geneettisen tiedon käänteisen virtauksen kautta RNA: sta DNA: hon.

Tämän tyyppisten elementtien lukumäärä genomissa on valtava. Esimerkiksi sekvenssit Aluu Ihmisgenomissa.

Transpositio on replikatiivista, ts. Sekvenssi on ehjä ilmiön jälkeen.

Luokan 2 elementit

Luokan 2 elementit tunnetaan DNA -elementeinä. Tässä luokassa transposonit, jotka siirtyvät paikasta toiseen, eivät ole tarvetta välittäjään.

Transpositio voi olla replikatiivista tyyppiä, kuten luokan I elementtien tapauksessa, tai se voi olla konservatiivinen: elementti on sylkeä tapahtumassa, joten transponoiduiden elementtien lukumäärä ei lisää. Barbara McClintockin löytämät elementit kuuluivat luokkaan 2.

Kuinka vieraan siirtyminen vaikuttaa?

Kuten mainitsimme, transposonit ovat elementtejä, jotka voivat liikkua samassa kromosomissa tai hypätä toiseen. Meidän on kuitenkin kysyttävä itseltämme, miten kunto yksilön kautta tapahtuvan tapahtuman takia. Tämä riippuu olennaisesti alueesta, jolla elementti siirretään.

Siten mobilisointi voi vaikuttaa positiivisesti tai negatiivisesti vieraana joko inaktivoimalla geeni, modulaarinen geeniekspressio tai indusoimalla laiton rekombinaatio.

Jos hän kunto Vieras vähenee dramaattisesti, tällä tosiasialla on vaikutuksia transposoniin, koska organismin selviytyminen on kriittistä sen jatkumiselle.

Siksi on tunnistettu tiettyjä isäntä- ja transposonin strategioita, jotka auttavat vähentämään transposition kielteisiä vaikutuksia, jotka onnistuvat luomaan tasapainon.

Esimerkiksi jotkut transposonit on asetettava alueille, jotka eivät ole välttämättömiä genomissa. Siten todennäköisesti minimaalinen sarjan vaikutus, kuten heterokromatiinialueilla.

Vieraan osalta strategiat sisältävät DNA: n metylaation, joka onnistuu vähentämään transponoble -elementin ilmentymistä. Lisäksi jotkut häiriö RNA: t voivat vaikuttaa tähän työhön.

Geneettiset vaikutukset

Transpositio johtaa kahteen perustavanlaatuiseen geneettiseen vaikutukseen. Ensinnäkin ne aiheuttavat mutaatioita. Esimerkiksi 10% kaikista hiiren geneettisistä mutaatioista on seurausta retroelementtirensityksistä, monet näistä ovat koodaavia tai säätelyalueita.

Toiseksi, transposonit, jotka myöntävät laittomia rekombinaatiotapahtumia, mikä johtaa geenien tai kokonaisten kromosomien uudelleenmääritykseen, mikä johtaa yleensä geneettisen materiaalin deleetioihin. Arvioidaan, että tällä tavalla syntyi 0,3 % geneettisistä häiriöistä (kuten perinnöllinen leukemia).

Uskotaan, että vähentäminen kunto Isäntä haittaisten mutaatioiden takia on tärkein syy siihen, miksi transpononettavia elementtejä ei ole runsaampia kuin jo ne ovat.

Transponeble -elementtien funktiot

Alun perin ajateltiin, että transposonit olivat loisten genomeja, joilla ei ollut mitään toimintoa isännänsä. Nykyään genomitietojen saatavuuden ansiosta on kiinnitetty enemmän huomiota niiden mahdollisiin toimintoihin ja transposonien rooliin genomien kehityksessä.

Jotkut oletetut säätelysekvenssit on johdettu transpononettavista elementeistä, ja ne on säilytetty erilaisissa selkärankaisten linjoissa, sen lisäksi.

Rooli genomien kehityksessä

Viimeaikaisen tutkimuksen mukaan transposoneilla on ollut merkittävä vaikutus arkkitehtuuriin ja orgaanisten olentojen genomien evoluutioon.

Pienessä mittakaavassa transposonit kykenevät välittämään muutoksia linkittämisryhmissä, vaikka niillä voi olla myös merkityksellisempiä vaikutuksia, kuten genomisten variaatioiden huomattavia rakenteellisia muutoksia, kuten deleetiot, kaksoiskappaleet, investoinnit, päällekkäisyydet ja translokaatiot.

Katsottaan, että transposonit ovat olleet erittäin tärkeitä tekijöitä, jotka ovat muokanneet genomien koon ja niiden koostumuksen eukaryoottisissa organismeissa. Itse asiassa genomin koon ja transponoble -elementtien pitoisuuden välillä on lineaarinen korrelaatio.

Esimerkit

Transposonit voivat myös johtaa adaptiiviseen evoluutioon. Selkeimmät esimerkit transposonien vaikutuksesta on immuunijärjestelmän ja transkriptionaalisen säätelyn evoluutio ei -koodaavien elementtien kautta istukassa ja nisäkkäiden aivoissa.

Selkärankaisten immuunijärjestelmässä kukin suuri määrä vasta -ainetta tuotetaan geenin avulla, jolla on kolme sekvenssiä (V, D ja J). Nämä sekvenssit on fyysisesti erotettu genomissa, mutta ne tulevat liittymään immuunivasteen aikana VDJ -rekombinaationa kutsutun mekanismin kautta.

90 -luvun lopulla ryhmä tutkijoita havaitsi, että VDJ -liitosta vastaavat proteiinit koodattiin geenien kanssa Rag1 ja Rag2. Näistä puuttui introneja ja se voisi aiheuttaa spesifisten sekvenssien siirtymisen DNA -kohteisiin.

Intronien puute on yleinen ominaisuus geeneille, jotka on johdettu lähettilään RNA: n retrotranspositioon. Tämän tutkimuksen kirjoittajat totesivat, että selkärankaisten immuunijärjestelmä syntyi geenien esi -isän sisältävien transposonien ansiosta Rag1 ja Rag2.

Arvioidaan, että noin 200.000 lisäystä on poistettu nisäkkäiden suvusta.

Viitteet

1. Griffiths, a. J -., Wessler, S. R -., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). Johdatus geenianalyysiin. Macmillan.
2. Kidwell, m. G., & Lisch, D. R -. (2000). Siirrettävät elementit ja isäntägenomin evoluutio. Ekologian ja evoluution suuntaukset, viisitoista(3), 95-99.