Hva er, typer, egenskaper, egenskaper

Hva er transposoner?

De Transposoner o Transpononable elementer er DNA -fragmenter som kan endre deres beliggenhet i genomet. Reisebegivenheten kalles transponering og kan gjøre det fra en posisjon til en annen, innenfor samme kromosom, eller endre kromosom. De er til stede i alle genomer, og i en viktig mengde. Har blitt studert mye i bakterier, i gjær, i Drosophila Og i mais.

Disse elementene er delt inn i to grupper, under hensyntagen til transponeringsmekanismen til elementet. Dermed har vi retrotransposoner som bruker en RNA -mellomledd (ribonukleinsyre), mens den andre gruppen bruker en DNA -mellomledd. Denne siste gruppen er transposoner Sensus Stricto.

En nyere og detaljert klassifisering bruker den generelle strukturen til elementene, eksistensen av lignende årsaker og identiteten og likhetene med DNA og aminosyrer. På denne måten er underklasser, superfamilier, familier og underfamilier av transpononable elementer definert.

Generelle egenskaper

Transposoner er diskrete fragmenter av DNA som har evnen til å mobilisere inne i et genom (kalt "gjeste" genom), og generelt skape kopier av seg selv under mobiliseringsprosessen. Forståelsen av transposoner, deres egenskaper og deres rolle i genomet, har endret seg gjennom årene.

Noen forfattere anser at et "transponable element" er en paraply for å utpeke en serie gener med forskjellige egenskaper. De fleste av disse har bare den nødvendige sekvensen for transponering.

Selv om alle deler kjennetegn ved å kunne bevege seg gjennom genomet, er noen i stand til å legge igjen en kopi av seg selv på det opprinnelige nettstedet, noe som fører til økningen i transponerbare elementer i genomet.

Overflod

Sekvensering av forskjellige organismer (mikroorganismer, planter, dyr, blant andre) har vist at transponable elementer eksisterer praktisk talt i alle levende vesener.

Transposoner er rikelig. I virveldyrgenomer okkuperer de fra 4 til 60% av alt det genetiske materialet i organismen, og i amfibiene og i en viss gruppe fisk er transposoner ekstremt forskjellige. Det er ekstreme tilfeller, for eksempel mais, der transposoner utgjør mer enn 80% av genomet til disse plantene.

Hos mennesker regnes de transpononable elementene som de mest tallrike komponentene i genomet, med en overflod på nesten 50%. Til tross for sin bemerkelsesverdige overflod, har ikke rollen de spiller på genetisk nivå blitt fullstendig belyst.

For å lage denne komparative figuren, la oss ta hensyn til de kodende DNA -sekvensene. Disse er transkribert i et messenger -RNA som endelig oversettes til et protein. I primater dekker det kodende DNA bare 2% av genomet.

Typer transposoner

Generelt er de transpononable elementene klassifisert i henhold til måten de mobiliserer av genomet. Dermed har vi to kategorier: elementene i klasse 1 og de i klasse 2.

Elementer i klasse 1

De kalles også RNA -elementer, fordi DNA -elementet i genomet er transkribert i en kopi av RNA. Deretter blir kopien av RNA et annet DNA som settes inn i det hvite vertsgenomstedet.

De er også kjent som retro-elementer, siden bevegelsen deres er gitt av den omvendte strømmen av genetisk informasjon, fra RNA til DNA.

Antallet av denne typen elementer i genomet er stort. For eksempel sekvenser Alu I det menneskelige genomet.

Transponeringen er av replikativ type, det vil si at sekvensen er intakt etter fenomenet.

Klasse 2 -elementer

Klasse 2 -elementer er kjent som DNA -elementer. I denne kategorien, transposoner som flytter seg fra et sted til et annet Enter, uten behov for en mellomledd.

Transponeringen kan være av replikativ type, som i tilfelle av elementene i klasse I, eller det kan være konservativt: elementet blir spyttet på arrangementet, så antallet transpononable elementer øker ikke. Elementene som ble oppdaget av Barbara McClintock tilhørte klasse 2.

Hvordan påvirker transponering til gjesten?

Som vi nevnte, er transposoner elementer som kan bevege seg innenfor samme kromosom, eller hoppe til et annet. Vi må imidlertid spørre oss selv hvordan Fitness av individet på grunn av transponeringshendelsen. Dette avhenger i hovedsak av regionen der elementet blir transponert.

Dermed kan mobilisering positivt eller negativt påvirke gjesten, enten ved å inaktivere et gen, modulært genuttrykk eller indusere uekte rekombinasjon.

Hvis han Fitness Gjesten er drastisk redusert, dette faktum vil ha effekter på transposonet, siden organismenes overlevelse er kritisk for den.

Derfor er visse strategier i verten og transposonet blitt identifisert som bidrar til å redusere den negative effekten av transponeringen, og klarer å etablere en balanse.

For eksempel må noen transposoner settes inn i regioner som ikke er essensielle i genomet. Dermed er den sannsynligvis minimale seriepåvirkningen, som i heterokromatinregionene.

Fra gjestenes side inkluderer strategiene metylering av DNA, som klarer å redusere uttrykket av det transpononable elementet. I tillegg kan noen interferens -RNA bidra til dette arbeidet.

Genetiske effekter

Transponering fører til to grunnleggende genetiske effekter. For det første forårsaker de mutasjoner. For eksempel er 10% av alle genetiske mutasjoner i musen resultatet av retroelement transposisjoner, mange av disse er koding eller reguleringsregioner.

For det andre fremmer transposoner uekte rekombinasjonshendelser, noe som resulterer i rekonfigurasjon av gener eller hele kromosomer, noe som generelt fører til sletting av det genetiske materialet. Det anslås at 0,3 % av genetiske lidelser hos mennesker (som arvelig leukemi) dukket opp på denne måten.

Det antas at reduksjon av Fitness av verten på grunn av de slitsomme mutasjonene er den viktigste grunnen til at de transpononable elementene ikke er rikere enn de allerede er.

Funksjoner av transponible elementer

Opprinnelig trodde man at transposoner var parasitter genomer som ikke hadde noen funksjon i vertene deres. I dag, takket være tilgjengeligheten av genomiske data, har det blitt gitt mer oppmerksomhet til deres mulige funksjoner og transposons rolle i utviklingen av genomer.

Noen antatte regulatoriske sekvenser er avledet fra transponable elementer og er blitt bevart i forskjellige virveldyrlinjer, i tillegg til å være ansvarlig for flere evolusjonære nyheter.

Rolle i utviklingen av genomer

I følge nyere forskning har transposoner hatt en betydelig innvirkning på arkitektur og utvikling av organiske vesener genomer.

I liten skala er transposoner i stand til å formidle endringer i koblingsgrupper, selv om de også kan ha mer relevante effekter som betydelige strukturelle endringer i genomisk variasjon, for eksempel delesjoner, duplikasjoner, investeringer, duplikasjoner og translokasjoner.

Det anses at transposoner har vært veldig viktige faktorer som har formet størrelsen på genomene og deres sammensetning i eukaryote organismer. Det er faktisk en lineær sammenheng mellom størrelsen på genomet og innholdet i transpononable elementer.

Eksempler

Transposoner kan også føre til adaptiv evolusjon. De tydeligste eksemplene på transposonsbidraget er utviklingen av immunforsvaret og transkripsjonsreguleringen via ikke -kodende elementer i morkaken og i hjernen til pattedyr.

I immunsystemet til virveldyr produseres hvert av det store antall antistoff ved hjelp av et gen med tre sekvenser (V, D og J). Disse sekvensene er fysisk atskilt i genomet, men de kommer til å bli med under immunresponsen gjennom en mekanisme kjent som VDJ -rekombinasjon.

På slutten av 90 -tallet fant en gruppe forskere at proteinene som var ansvarlige for VDJ -unionen ble kodet med genene Rag1 og Rag2. Disse manglet introner og kan forårsake transponering av spesifikke sekvenser i DNA -mål.

Mangelen på introner er et vanlig kjennetegn ved genene avledet ved retrotransponering av et messenger -RNA. Forfatterne av denne studien uttalte at immunforsvaret til virveldyr oppsto takket være transposoner som inneholder stamfaren til genene Rag1 og Rag2.

Det anslås at omtrent 200.000 innsettinger er blitt utpasset i pattedyrens avstamning.

Referanser

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). En introduksjon til genetisk analyse. Macmillan.
2. Kidwell, m. G., & Lisch, D. R. (2000). Transponerbare elementer og vert genomutvikling. Trender i økologi og evolusjon, femten(3), 95-99.