De transposoner eller transponerbara element är DNA-fragment som kan ändra sin plats i genomet. Händelsen av rörelse kallas transposition och de kan göra det från en position till en annan, inom samma kromosom, eller ändra kromosom. De finns i alla genom och i betydande antal. De har studerats mycket i bakterier, jäst, i Drosophila och i majsen.
Dessa element är uppdelade i två grupper, med hänsyn till elementets transponeringsmekanism. Således har vi retrotransposoner som använder en RNA-mellanprodukt (ribonukleinsyra), medan den andra gruppen använder en DNA-mellanprodukt. Denna sista grupp är transposoner sensus stricto.
En nyare och mer detaljerad klassificering använder den allmänna strukturen för elementen, förekomsten av liknande motiv och identiteten och likheterna mellan DNA och aminosyror. På detta sätt definieras underklasser, superfamiljer, familjer och underfamiljer av transponerbara element..
Artikelindex
Tack vare utredningarna i majs (Zea mays) av Barbara McClintock i mitten av 1940-talet var det möjligt att modifiera den traditionella uppfattningen att varje gen hade en fast plats på en viss kromosom och en fast plats på genomet.
Dessa experiment gjorde det klart att vissa element hade förmågan att ändra position, från en kromosom till en annan..
McClintock myntade ursprungligen termen "kontrollerande element", eftersom de kontrollerade uttrycket av genen där de infördes. Senare kallades elementen hoppgener, mobila gener, mobila genetiska element och transposoner..
Under lång tid accepterades detta fenomen inte av alla biologer, och det behandlades med viss skepsis. Numera accepteras mobila element fullt ut.
Historiskt betraktades transposoner som "själviska" DNA-segment. Efter 1980-talet började detta perspektiv förändras, eftersom det var möjligt att identifiera interaktioner och effekterna av transposoner på genomet ur en strukturell och funktionell synvinkel..
Även om elementets rörlighet i vissa fall kan vara skadlig, kan de av dessa skäl vara fördelaktiga för populationer av organismer - analogt med en "användbar parasit".
Transposoner är diskreta bitar av DNA som har förmågan att mobilisera inom ett genom (kallas "värd" genomet), vilket generellt skapar kopior av sig själv under mobiliseringsprocessen. Förståelsen av transposoner, deras egenskaper och deras roll i genomet har förändrats genom åren.
Vissa författare anser att ett "transponerbart element" är ett paraplybegrepp för att beteckna en serie gener med olika egenskaper. De flesta av dessa har endast den nödvändiga sekvensen för deras införlivande.
Även om alla delar kännetecknet för att kunna röra sig genomet, kan vissa lämna en kopia av sig själva på den ursprungliga platsen, vilket leder till en ökning av transponerbara element i genomet..
Sekvenseringen av olika organismer (mikroorganismer, växter, djur, bland andra) har visat att transponerbara element finns i praktiskt taget alla levande varelser.
Transposoner är rikliga. I genomet hos ryggradsdjur upptar de från 4 till 60% av allt organismens genetiska material, och i amfibier och i en viss fiskgrupp är transposoner extremt olika. Det finns extrema fall, såsom majs, där transposoner utgör mer än 80% av genomet av dessa växter.
Hos människor anses transponerbara element vara de vanligaste komponenterna i genomet, med ett överflöd på nästan 50%. Trots deras anmärkningsvärda överflöd har den roll de spelar på genetisk nivå inte helt klarlagts.
För att göra denna jämförelse, låt oss ta hänsyn till de kodande DNA-sekvenserna. Dessa transkriberas till ett budbärar-RNA som slutligen översätts till ett protein. I primater täcker det kodande DNA: t endast 2% av genomet.
Generellt klassificeras transponerbara element baserat på hur de mobiliseras genom genomet. Således har vi två kategorier: element i klass 1 och de i klass 2.
De kallas också RNA-element, eftersom DNA-elementet i genomet transkriberas till en RNA-kopia. RNA-kopian konverteras sedan tillbaka till ett annat DNA som sätts in i målplatsen för värdgenomet..
De är också kända som retroelement, eftersom deras rörelse ges av det omvända flödet av genetisk information, från RNA till DNA..
Antalet av dessa typer av element i genomet är enormt. Till exempel sekvenserna Alu i det mänskliga genomet.
Transpositionen är av replikativ typ, det vill säga sekvensen förblir intakt efter fenomenet..
Klass 2-element är kända som DNA-element. Denna kategori inkluderar transposoner som rör sig själva från en plats till en annan, utan behov av en mellanhand..
Transponeringen kan vara av replikativ typ, som i fallet med klass I-element, eller så kan den vara konservativ: elementet delas upp i händelse, så antalet transponerbara element ökar inte. Föremålen som upptäcktes av Barbara McClintock tillhörde klass 2.
Som vi nämnde är transposoner element som kan röra sig inom samma kromosom eller hoppa till en annan. Vi måste dock fråga oss själva hur kondition individen på grund av införlivandehändelsen. Detta beror väsentligen på det område där elementet transponeras..
Således kan mobilisering positivt eller negativt påverka värden, antingen genom att inaktivera en gen, modulera genuttryck eller inducera olaglig rekombination..
Om han kondition av värden minskas drastiskt, kommer detta faktum att ha effekter på transposon, eftersom organismens överlevnad är avgörande för dess beständighet.
Därför har det varit möjligt att identifiera vissa strategier i värden och i transposonet som hjälper till att minska den negativa effekten av transponering, vilket uppnår en balans.
Till exempel tenderar vissa transposoner att införas i icke-viktiga regioner i genomet. Således påverkar serien troligen minimal, som i heterokromatinregionerna.
Från värdens sida inkluderar strategier DNA-metylering, som lyckas minska uttrycket av det transponerbara elementet. Dessutom kan vissa störande RNA bidra till detta arbete..
Transponeringen leder till två grundläggande genetiska effekter. Först orsakar de mutationer. Till exempel är 10% av alla genetiska mutationer i musen resultatet av omelementering av retroelement, många av dessa är kodande eller reglerande regioner.
För det andra främjar transposoner olagliga rekombinationshändelser, vilket resulterar i omkonfigurering av gener eller hela kromosomer, som i allmänhet bär borttagningar av det genetiska materialet. Det uppskattas att 0,3% av genetiska störningar hos människor (såsom ärftliga leukemier) uppstod på detta sätt.
Man tror att minska kondition av värden på grund av skadliga mutationer är den främsta anledningen till att transponerbara element inte är rikligare än de redan är.
Transposoner ansågs ursprungligen vara parasitgenomer som inte hade någon funktion i sina värdar. Tack vare tillgängligheten av genomiska data har nu mer uppmärksamhet ägnats åt deras möjliga funktioner och till transposons roll i genomens utveckling..
Vissa förmodade reglerande sekvenser har härrörts från transponerbara element och har konserverats i olika ryggradsdjurslinjer, förutom att de är ansvariga för flera evolutionära nyheter..
Enligt ny forskning har transposoner haft en betydande inverkan på arkitekturen och utvecklingen av organen hos organiska varelser.
I liten skala kan transposoner förmedla förändringar i kopplingsgrupperna, även om de också kan ha mer relevanta effekter såsom betydande strukturella förändringar i genomisk variation, såsom borttagningar, duplikationer, inversioner, duplikationer och translokationer..
Transposoner anses ha varit mycket viktiga faktorer som har format storleken på genom och deras sammansättning i eukaryota organismer. Faktum är att det finns en linjär korrelation mellan genomets storlek och innehållet i transponerbara element..
Transposoner kan också leda till adaptiv utveckling. De tydligaste exemplen på transposons bidrag är immunsystemets utveckling och transkriptionsreglering via icke-kodande element i moderkakan och i hjärnan hos däggdjur..
I ryggradsdjurets immunsystem produceras vart och ett av det stora antalet antikroppar av en gen med tre sekvenser (V, D och J). Dessa sekvenser är fysiskt separerade i genomet, men de kommer samman under immunsvaret genom en mekanism som kallas VDJ-rekombination..
I slutet av 1990-talet fann en grupp forskare att proteinerna som var ansvariga för VDJ-korsningen var kodade med generna RAG1 Y RAG2. Dessa saknade introner och kunde orsaka transponering av specifika sekvenser till DNA-mål..
Bristen på introner är ett vanligt inslag i gener som härrör från retrotransposition av budbärar-RNA. Författarna till denna studie hävdade att ryggradsdjurets immunsystem uppstod tack vare transposoner som innehöll förfäder till gener RAG1 Y RAG2.
Uppskattningsvis 200 000 infogningar har upptappats i däggdjursstammen.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.