Was sind Typen, Eigenschaften, Eigenschaften

Was sind Transposons?

Der Transposons o Transpononable Elemente sind DNA -Fragmente, die ihren Standort im Genom verändern können. Das Reiseereignis wird als Transposition bezeichnet und kann dies von einer Position zur anderen innerhalb desselben Chromosoms tun oder das Chromosom ändern. Sie sind in allen Genomen und in einer wichtigen Menge vorhanden. Wurden in Bakterien, in Hefen, in in Bakterien untersucht Drosophila Und in Mais.

Diese Elemente sind unter Berücksichtigung des Transpositionsmechanismus des Elements in zwei Gruppen unterteilt. Daher haben wir Retrotransposons, die einen RNA -Intermediär (Ribonukleinsäure) verwenden, während die zweite Gruppe einen DNA -Intermediary verwendet. Diese letzte Gruppe sind Transposons Sensus stricto.

Eine neuere und detaillierte Klassifizierung verwendet die allgemeine Struktur der Elemente, die Existenz ähnlicher Gründe sowie die Identität und Ähnlichkeiten von DNA und Aminosäuren. Auf diese Weise werden Unterklassen, Superfamilien, Familien und Unterfamilien von transpononierbaren Elementen definiert.

Allgemeine Charakteristiken

Transposons sind diskrete DNA -Fragmente, die in der Lage sind, innerhalb eines Genoms (als "Gastgenom" genannt) zu mobilisieren und im Allgemeinen Kopien von sich selbst während des Mobilisierungsprozesses zu erzeugen. Das Verständnis von Transposons, ihre Eigenschaften und ihre Rolle im Genom hat sich im Laufe der Jahre verändert.

Einige Autoren sind der Ansicht, dass ein „transponierbares Element“ ein Dach ist, um eine Reihe von Genen mit verschiedenen Eigenschaften zu bezeichnen. Die meisten davon haben nur die notwendige Sequenz für ihre Transposition.

Obwohl jeder das Merkmal teilt, sich durch das Genom bewegen zu können, können einige eine Kopie von sich an der ursprünglichen Stelle hinterlassen, was zu einer Zunahme der transpononbaren Elemente im Genom führt.

Fülle

Die Sequenzierung verschiedener Organismen (Mikroorganismen, Pflanzen, Tiere unter anderem) hat gezeigt, dass transponable Elemente praktisch in allen Lebewesen existieren.

Transposons sind reichlich vorhanden. In Wirbeltiergenomen belegen sie 4 bis 60% des genetischen Materials des Organismus und in den Amphibien und in einer bestimmten Gruppe von Fischen sind Transposons extrem unterschiedlich. Es gibt extreme Fälle wie Mais, in denen Transposons mehr als 80% des Genoms dieser Pflanzen ausmachen.

Beim Menschen gelten die transpononbaren Elemente als die am häufigsten vorkommenden Komponenten im Genom mit einer Fülle von fast 50%. Trotz seiner bemerkenswerten Fülle wurde die Rolle, die sie auf genetischer Ebene spielen.

Um diese vergleichende Figur zu machen, berücksichtigen wir die codierenden DNA -Sequenzen. Diese werden in einer Messenger -RNA transkribiert, die sich schließlich in ein Protein übersetzt. In Primaten deckt die kodierende DNA nur 2% des Genoms ab.

Arten von Transposons

Im Allgemeinen werden die transpononbaren Elemente nach der Art und Weise klassifiziert, wie sie sich durch das Genom mobilisieren. So haben wir zwei Kategorien: die Elemente der Klasse 1 und die von Klasse 2.

Elemente der Klasse 1

Sie werden auch als RNA -Elemente bezeichnet, da das DNA -Element im Genom in einer Kopie von RNA transkribiert wird. Dann wird die Kopie der RNA zu einer weiteren DNA, die in die Stelle der weißen Host -Genom eingesetzt wird.

Sie sind auch als Retro-Elemente bekannt, da ihre Bewegung durch den inversen Fluss genetischer Information von RNA zu DNA angegeben ist.

Die Anzahl dieser Art von Elementen im Genom ist riesig. Zum Beispiel Sequenzen Alu Im menschlichen Genom.

Die Transposition ist vom replikativen Typ, dh die Sequenz ist nach dem Phänomen intakt.

Elemente der Klasse 2

Elemente der Klasse 2 sind als DNA -Elemente bekannt. In dieser Kategorie transposons, die sich von einem Ort zum anderen eingeben, ohne dass ein Vermittler erforderlich ist.

Die Transposition kann vom replikativen Typ sein, wie im Fall der Elemente der Klasse I, oder es kann konservativ sein: Das Element ist auf das Ereignis spucken, sodass die Anzahl der transpononbaren Elemente nicht zunimmt. Die von Barbara McClintock entdeckten Elemente gehörten zu Klasse 2.

Wie wirkt sich die Transposition zum Gast auf den Gast aus??

Wie wir bereits erwähnt haben, sind Transposons Elemente, die sich innerhalb desselben Chromosoms bewegen oder zu einem anderen springen können. Wir müssen uns jedoch fragen, wie die Fitness des Einzelnen aufgrund des Transpositionsereignisses. Dies hängt im Wesentlichen von der Region ab, in der das Element transponiert wird.

Daher kann die Mobilisierung den Gast positiv oder negativ beeinflussen, entweder durch Inaktivierung eines Gens, der modularen Genexpression oder der Induzierung der illegitimen Rekombination.

Wenn er Fitness Der Gast ist drastisch reduziert, diese Tatsache wird Auswirkungen auf das Transposon haben, da das Überleben des Organismus für seine Aufrechterhaltung von entscheidender Bedeutung ist.

Daher wurden bestimmte Strategien im Wirt und im Transposon identifiziert, die dazu beitragen.

Zum Beispiel müssen einige Transposons in Regionen eingefügt werden, die im Genom nicht wesentlich sind. Somit wie in den Heterochromatinregionen die wahrscheinlich minimalen Serienauswirkungen.

Seit des Gastes umfassen die Strategien die Methylierung von DNA, die es schafft, die Expression des transpononbaren Elements zu verringern. Darüber hinaus können einige Interferenz -RNAs zu dieser Arbeit beitragen.

Genetische Wirkungen

Die Transposition führt zu zwei grundlegenden genetischen Effekten. Erstens verursachen sie Mutationen. Zum Beispiel sind 10% aller genetischen Mutationen in der Maus das Ergebnis von Retroelementtranspositionen, viele davon kodieren oder regulatorische Regionen.

Zweitens treten Transposons illegitime Rekombinationenereignisse, was zur Rekonfiguration von Genen oder ganzen Chromosomen führt, die im Allgemeinen zu den Deletionen des genetischen Materials führen. Es wird geschätzt, dass auf diese Weise 0,3 % der genetischen Störungen beim Menschen (wie erbliche Leukämie) entstanden sind.

Es wird angenommen, dass die Reduzierung von Fitness des Wirtes aufgrund der deleterösen Mutationen ist der Hauptgrund, warum die transponierbaren Elemente nicht reichlicher sind als sie bereits sind.

Funktionen von transponiblen Elementen

Ursprünglich wurde angenommen, dass Transposons Parasitengenome waren, die in ihren Wirten keine Funktion besitzen. Dank der Verfügbarkeit genomischer Daten wurde heute ihren möglichen Funktionen und der Rolle von Transposonen bei der Entwicklung von Genomen mehr Aufmerksamkeit geschenkt.

Einige mutmaßliche regulatorische Sequenzen wurden aus transpononierbaren Elementen abgeleitet und in verschiedenen Wirbeltierlinien erhalten, zusätzlich zu mehreren evolutionären Neuheiten verantwortlich.

Rolle bei der Entwicklung von Genomen

Nach jüngsten Untersuchungen haben Transposons einen signifikanten Einfluss auf die Architektur und Entwicklung organischer Genome hatten.

In kleinem Maßstab können Transposons Änderungen in der Verknüpfung von Gruppen vermitteln, obwohl sie auch relevantere Effekte haben können, wie z.

Es wird angenommen, dass Transposons sehr wichtige Faktoren waren, die die Größe der Genome und ihre Zusammensetzung in eukaryotischen Organismen geprägt haben. In der Tat besteht eine lineare Korrelation zwischen der Größe des Genoms und dem Gehalt an transpononable Elemente.

Beispiele

Transposons können auch zu einer adaptiven Entwicklung führen. Die deutlichsten Beispiele für den Beitrag des Transposons sind die Entwicklung des Immunsystems und die Transkriptionsregulation über nicht -kodierende Elemente in der Plazenta und im Gehirn von Säugetieren.

Im Immunsystem von Wirbeltieren wird jede der großen Anzahl von Antikörpern mittels eines Gens mit drei Sequenzen (V, D und J) erzeugt. Diese Sequenzen sind im Genom physisch getrennt, aber sie kommen während der Immunantwort durch einen Mechanismus, der als VDJ -Rekombination bekannt ist.

Am Ende der 90er Jahre fand eine Gruppe von Forschern fest, dass die für die VDJ Union verantwortlichen Proteine ​​mit den Genen codiert waren Rag1 Und Rag2. Diese fehlten Introns und konnten die Transposition spezifischer Sequenzen in DNA -Zielen verursachen.

Das Fehlen von Introns ist ein gemeinsames Merkmal der Gene, die durch Retrotransposition einer Messenger -RNA abgeleitet werden. Die Autoren dieser Studie gaben an, dass das Immunsystem von Wirbeltieren dank Transposons entstanden, die den Vorfahren der Gene enthalten Rag1 Und Rag2.

Es wird geschätzt, dass ungefähr 200.In der Säugetierlinie wurden 000 Insertionen ausgegeben.

Verweise

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