Apa, Jenis, Ciri, Ciri

Apa itu transposon?

The Transposon o unsur -unsur transpononable adalah serpihan DNA yang dapat mengubah lokasi mereka dalam genom. Acara perjalanan dipanggil transposisi dan boleh melakukannya dari satu kedudukan ke kedudukan yang lain, dalam kromosom yang sama, atau menukar kromosom. Mereka hadir dalam semua genom, dan dalam jumlah yang penting. Telah dikaji secara meluas dalam bakteria, dalam ragi, dalam Drosophila Dan dalam jagung.

Unsur -unsur ini dibahagikan kepada dua kumpulan, dengan mengambil kira mekanisme transposisi elemen. Oleh itu, kami mempunyai retrotransposon yang menggunakan perantara RNA (asid ribonukleik), manakala kumpulan kedua menggunakan perantara DNA. Kumpulan terakhir ini adalah transposon Sensus stricto.

Klasifikasi yang lebih baru dan terperinci menggunakan struktur umum unsur -unsur, kewujudan sebab yang sama dan identiti dan persamaan asid DNA dan amino. Dengan cara ini, subkelas, superfamili, keluarga dan subfamili unsur -unsur transpononable ditakrifkan.

Ciri -ciri umum

Transposon adalah serpihan diskret DNA yang mempunyai keupayaan untuk menggerakkan di dalam genom (disebut "tetamu" genom), secara umumnya mewujudkan salinannya semasa proses mobilisasi. Pemahaman tentang transposon, ciri -ciri mereka dan peranan mereka dalam genom, telah berubah sejak bertahun -tahun.

Beberapa penulis menganggap bahawa "elemen yang boleh ditransponable" adalah payung untuk menetapkan satu siri gen dengan pelbagai ciri. Kebanyakannya hanya mempunyai urutan yang diperlukan untuk transposisi mereka.

Walaupun semua orang berkongsi ciri -ciri yang dapat bergerak melalui genom, ada yang dapat meninggalkan salinan diri mereka di tapak asal, yang membawa kepada peningkatan unsur -unsur transpononable dalam genom.

Banyak

Penjujukan organisma yang berbeza (mikroorganisma, tumbuh -tumbuhan, haiwan, antara lain) telah menunjukkan bahawa unsur -unsur yang boleh ditransponable wujud hampir di semua makhluk hidup.

Transposon banyak. Dalam genom vertebrata, mereka menduduki 4 hingga 60% daripada semua bahan genetik organisma, dan dalam amfibia dan dalam kumpulan ikan tertentu, transposon sangat pelbagai. Terdapat kes -kes yang melampau, seperti jagung, di mana transposon membentuk lebih daripada 80% genom tumbuhan ini.

Pada manusia, unsur -unsur transpononable dianggap sebagai komponen yang paling banyak dalam genom, dengan banyaknya hampir 50%. Walaupun kelimpahannya yang luar biasa, peranan yang mereka mainkan di peringkat genetik belum dijelaskan sepenuhnya.

Untuk membuat angka perbandingan ini, mari kita ambil kira urutan DNA pengekodan. Ini disalin dalam RNA utusan yang akhirnya diterjemahkan ke dalam protein. Dalam primata, DNA pengekodan meliputi hanya 2% daripada genom.

Jenis transposon

Umumnya, elemen transpononable diklasifikasikan mengikut cara mereka menggerakkan oleh genom. Oleh itu, kita mempunyai dua kategori: Unsur Kelas 1 dan Kelas 2.

Elemen Kelas 1

Mereka juga dipanggil elemen RNA, kerana elemen DNA dalam genom ditranskripsikan dalam salinan RNA. Kemudian, salinan RNA menjadi DNA lain yang dimasukkan ke dalam laman genom tuan rumah putih.

Mereka juga dikenali sebagai unsur-unsur retro, kerana pergerakan mereka diberikan oleh aliran terbalik maklumat genetik, dari RNA hingga DNA.

Bilangan unsur jenis ini dalam genom sangat besar. Contohnya, urutan Alu Dalam genom manusia.

Transposisi adalah jenis replika, iaitu, urutannya utuh selepas fenomena.

Elemen Kelas 2

Elemen kelas 2 dikenali sebagai elemen DNA. Dalam kategori ini, transposon yang bergerak dari satu tempat ke tempat lain, tanpa memerlukan perantara.

Transposisi boleh menjadi jenis replika, seperti dalam kes unsur -unsur kelas I, atau ia boleh menjadi konservatif: elemen itu meludah pada acara itu, jadi bilangan unsur transpononable tidak meningkat. Unsur -unsur yang ditemui oleh Barbara McClintock milik Kelas 2.

Bagaimana transposisi kepada tetamu mempengaruhi?

Seperti yang telah kami sebutkan, transposon adalah elemen yang boleh bergerak dalam kromosom yang sama, atau melompat ke yang lain. Walau bagaimanapun, kita mesti bertanya kepada diri sendiri bagaimana kecergasan individu kerana peristiwa transposisi. Ini bergantung pada dasarnya di rantau di mana elemen dipindahkan.

Oleh itu, mobilisasi boleh memberi kesan positif atau negatif kepada tetamu, sama ada dengan tidak mengaktifkan gen, ekspresi gen modular atau mendorong rekombinasi yang tidak sah.

Kalau dia kecergasan Tetamu dikurangkan secara drastik, fakta ini akan memberi kesan kepada transposon, kerana kelangsungan hidup organisma sangat penting untuk pengekalannya.

Oleh itu, strategi tertentu dalam tuan rumah dan transposon telah dikenalpasti bahawa membantu mengurangkan kesan negatif transposisi, menguruskan untuk mewujudkan keseimbangan.

Sebagai contoh, beberapa transposon perlu dimasukkan di kawasan yang tidak penting dalam genom. Oleh itu, kesan siri yang minimum, seperti di kawasan heterochromatin.

Di pihak tetamu, strategi termasuk metilasi DNA, yang berjaya mengurangkan ekspresi elemen transpononable. Di samping itu, beberapa RNA gangguan dapat menyumbang kepada kerja ini.

Kesan genetik

Transposisi membawa kepada dua kesan genetik asas. Pertama, mereka menyebabkan mutasi. Sebagai contoh, 10% daripada semua mutasi genetik dalam tetikus adalah hasil daripada transposisi retroelement, kebanyakannya adalah pengekodan atau kawasan pengawalseliaan.

Kedua, transposon menimbulkan peristiwa rekombinasi yang tidak sah, mengakibatkan konfigurasi semula gen atau kromosom keseluruhan, yang umumnya membawa kepada penghapusan bahan genetik. Dianggarkan bahawa 0.3 % gangguan genetik pada manusia (seperti leukemia keturunan) muncul dengan cara ini.

Dipercayai bahawa pengurangan kecergasan tuan rumah kerana mutasi yang merosakkan adalah sebab utama mengapa unsur -unsur transpononable tidak lebih banyak daripada yang sudah ada.

Fungsi unsur -unsur transponible

Pada mulanya ia dianggap bahawa transposon adalah genom parasit yang tidak mempunyai fungsi dalam tuan rumah mereka. Hari ini, terima kasih kepada ketersediaan data genomik, lebih banyak perhatian telah diberikan kepada kemungkinan fungsi mereka dan peranan transposon dalam evolusi genom.

Beberapa urutan pengawalseliaan putative telah diperolehi daripada unsur -unsur transpononable dan telah dipelihara dalam pelbagai keturunan vertebrata, selain bertanggungjawab terhadap beberapa barang baru evolusioner.

Peranan dalam evolusi genom

Menurut penyelidikan baru -baru ini, transposon mempunyai kesan yang signifikan terhadap seni bina dan evolusi genom makhluk organik.

Pada skala kecil, transposon mampu mengantarkan perubahan dalam menghubungkan kumpulan, walaupun mereka juga boleh mempunyai kesan yang lebih relevan seperti perubahan struktur yang besar dalam variasi genomik, seperti penghapusan, duplikasi, pelaburan, duplikasi dan translocations.

Dianggap bahawa transposon telah menjadi faktor yang sangat penting yang telah membentuk saiz genom dan komposisi mereka dalam organisma eukariotik. Malah, terdapat korelasi linear antara saiz genom dan kandungan elemen transpononable.

Contoh

Transposon juga boleh membawa kepada evolusi penyesuaian. Contoh -contoh yang paling jelas dari sumbangan transposon adalah evolusi sistem imun dan peraturan transkrip melalui unsur -unsur bukan pengekodan dalam plasenta dan di otak mamalia.

Dalam sistem imun vertebrata, masing -masing banyak antibodi dihasilkan dengan menggunakan gen dengan tiga urutan (V, D dan J). Urutan ini dipisahkan secara fizikal dalam genom, tetapi mereka datang untuk bergabung semasa tindak balas imun melalui mekanisme yang dikenali sebagai rekombinasi VDJ.

Pada akhir tahun 90 -an, sekumpulan penyelidik mendapati bahawa protein yang bertanggungjawab untuk kesatuan VDJ dikodkan dengan gen Rag1 dan Rag2. Ini kekurangan intron dan boleh menyebabkan transposisi urutan tertentu dalam sasaran DNA.

Kekurangan intron adalah ciri umum gen yang diperolehi oleh retrotransposisi RNA utusan. Penulis kajian ini menyatakan bahawa sistem imun vertebrata timbul terima kasih kepada transposon yang mengandungi nenek moyang gen Rag1 dan Rag2.

Dianggarkan sekitar 200.000 penyisipan telah dikeluarkan dalam keturunan mamalia.

Rujukan

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Pengenalan kepada Analisis Genetik. Macmillan.
2. Kidwell, m. G., & Lisch, d. R. (2000). Unsur Transposable dan evolusi genom tuan rumah. Trend Ekologi & Evolusi, lima belas(3), 95-99.