Apa itu, jenis, karakteristik, karakteristik

Apa itu transposon?

Itu Transposon o Elemen yang dapat ditranspononasi adalah fragmen DNA yang dapat mengubah lokasinya dalam genom. Acara perjalanan disebut transposisi dan dapat melakukannya dari satu posisi ke posisi lain, dalam kromosom yang sama, atau mengubah kromosom. Mereka hadir di semua genom, dan dalam jumlah penting. Telah dipelajari secara luas pada bakteri, dalam ragi, dalam Drosophila Dan di jagung.

Elemen -elemen ini dibagi menjadi dua kelompok, dengan mempertimbangkan mekanisme transposisi elemen. Dengan demikian, kami memiliki retrotransposon yang menggunakan perantara RNA (asam ribonukleat), sedangkan kelompok kedua menggunakan perantara DNA. Grup terakhir ini adalah transposon Sensus Stricto.

Klasifikasi yang lebih baru dan terperinci menggunakan struktur umum unsur -unsur, keberadaan alasan yang sama dan identitas serta kesamaan asam DNA dan amino. Dengan cara ini, subkelas, superfamili, keluarga dan subfamili dari elemen yang dapat ditransponasi didefinisikan.

Karakteristik umum

Transposon adalah fragmen DNA yang terpisah yang memiliki kemampuan untuk memobilisasi di dalam genom (disebut genom "tamu"), umumnya menciptakan salinan itu sendiri selama proses mobilisasi. Pemahaman transposon, karakteristik mereka dan peran mereka dalam genom, telah berubah selama bertahun -tahun.

Beberapa penulis menganggap bahwa "elemen transponable" adalah payung untuk menunjuk serangkaian gen dengan karakteristik yang beragam. Sebagian besar hanya memiliki urutan yang diperlukan untuk transposisi mereka.

Meskipun semua orang berbagi karakteristik untuk dapat bergerak melalui genom, beberapa dapat meninggalkan salinan diri mereka di situs aslinya, yang mengarah pada peningkatan elemen yang dapat ditranspononasi dalam genom.

Kelimpahan

Urutan organisme yang berbeda (mikroorganisme, tanaman, hewan, antara lain) telah menunjukkan bahwa elemen yang dapat ditransponasi ada secara virtual di semua makhluk hidup.

Transposon berlimpah. Dalam genom vertebrata, mereka menempati 4 hingga 60% dari semua bahan genetik organisme, dan dalam amfibi dan pada kelompok ikan tertentu, transposon sangat beragam. Ada kasus ekstrem, seperti jagung, di mana transposon merupakan lebih dari 80% genom tanaman ini.

Pada manusia, elemen yang dapat ditranspononasi dianggap sebagai komponen paling berlimpah dalam genom, dengan berlimpah hampir 50%. Meskipun kelimpahannya yang luar biasa, peran yang mereka mainkan di tingkat genetik belum sepenuhnya dijelaskan.

Untuk membuat angka komparatif ini, mari kita perhatikan urutan DNA pengkodean. Ini ditranskripsi dalam RNA messenger yang akhirnya diterjemahkan menjadi protein. Pada primata, DNA pengkodean hanya mencakup 2% dari genom.

Jenis transposon

Secara umum, elemen yang dapat ditransponasi diklasifikasikan sesuai dengan cara mereka memobilisasi oleh genom. Dengan demikian, kami memiliki dua kategori: elemen Kelas 1 dan Kelas 2.

Elemen Kelas 1

Mereka juga disebut elemen RNA, karena elemen DNA dalam genom ditranskripsi dalam salinan RNA. Kemudian, salinan RNA menjadi DNA lain yang dimasukkan ke dalam situs genom host putih.

Mereka juga dikenal sebagai elemen retro, karena gerakan mereka diberikan oleh aliran terbalik dari informasi genetik, dari RNA ke DNA.

Jumlah elemen jenis dalam genom ini sangat besar. Misalnya, urutan Alu Dalam genom manusia.

Transposisi adalah tipe replikasi, yaitu, urutannya utuh setelah fenomena.

Elemen Kelas 2

Elemen Kelas 2 dikenal sebagai elemen DNA. Dalam kategori ini, transposon yang memindahkan diri dari satu tempat ke tempat lain, tanpa perlu perantara.

Transposisi dapat dari jenis replikasi, seperti dalam kasus elemen kelas I, atau bisa konservatif: elemen tersebut meludah pada acara tersebut, sehingga jumlah elemen yang dapat ditranspononasi tidak meningkat. Unsur -unsur yang ditemukan oleh Barbara McClintock milik Kelas 2.

Bagaimana transposisi ke tamu mempengaruhi?

Seperti yang kami sebutkan, transposon adalah elemen yang dapat bergerak dalam kromosom yang sama, atau melompat ke yang berbeda. Namun, kita harus bertanya pada diri sendiri bagaimana kebugaran individu karena peristiwa transposisi. Ini pada dasarnya tergantung pada wilayah di mana elemen ditransposisikan.

Dengan demikian, mobilisasi dapat secara positif atau negatif mempengaruhi tamu, baik dengan menonaktifkan gen, ekspresi gen modular atau menginduksi rekombinasi tidak sah.

Jika dia kebugaran Tamu dikurangi secara drastis, fakta ini akan memiliki efek pada transposon, karena kelangsungan hidup organisme sangat penting untuk kelangsungannya.

Oleh karena itu, strategi tertentu dalam inang dan transposon telah diidentifikasi yang membantu mengurangi efek negatif dari transposisi, mengelola untuk menetapkan keseimbangan.

Misalnya, beberapa transposon harus dimasukkan ke daerah yang tidak penting dalam genom. Dengan demikian, dampak seri yang mungkin minimal, seperti di daerah heterokromatin.

Pada bagian tamu, strategi termasuk metilasi DNA, yang berhasil mengurangi ekspresi elemen yang dapat ditranspononasi. Selain itu, beberapa RNA gangguan dapat berkontribusi pada pekerjaan ini.

Efek genetik

Transposisi mengarah pada dua efek genetik mendasar. Pertama, mereka menyebabkan mutasi. Sebagai contoh, 10% dari semua mutasi genetik pada tikus adalah hasil dari transposisi retroelement, banyak di antaranya adalah coding atau daerah pengatur.

Kedua, transposon menyumbat peristiwa rekombinasi tidak sah, menghasilkan konfigurasi ulang gen atau seluruh kromosom, yang umumnya mengarah pada penghapusan bahan genetik. Diperkirakan 0,3 % gangguan genetik pada manusia (seperti leukemia herediter) muncul dengan cara ini.

Diyakini bahwa pengurangan kebugaran dari tuan rumah karena mutasi deleterous adalah alasan utama mengapa elemen yang dapat ditransponasi tidak lebih banyak dari yang sudah ada.

Fungsi elemen yang dapat ditransponasi

Awalnya diperkirakan bahwa transposon adalah genom parasit yang tidak memiliki fungsi apa pun di host mereka. Hari ini, berkat ketersediaan data genomik, lebih banyak perhatian telah diberikan pada kemungkinan fungsi mereka dan peran transposon dalam evolusi genom.

Beberapa urutan pengaturan yang diduga berasal dari elemen yang dapat ditranspononasi dan telah dilestarikan dalam berbagai garis keturunan vertebrata, selain bertanggung jawab atas beberapa hal baru evolusioner evolusioner.

Peran dalam evolusi genom

Menurut penelitian terbaru, transposon memiliki dampak signifikan pada arsitektur dan evolusi genom makhluk organik.

Dalam skala kecil, transposon mampu memediasi perubahan dalam kelompok penghubung, meskipun mereka juga dapat memiliki efek yang lebih relevan seperti perubahan struktural yang cukup besar dalam variasi genomik, seperti penghapusan, duplikasi, investasi, duplikasi dan translokasi.

Dianggap bahwa transposon telah menjadi faktor yang sangat penting yang telah membentuk ukuran genom dan komposisinya dalam organisme eukariotik. Faktanya, ada korelasi linier antara ukuran genom dan kandungan elemen yang dapat ditranspononasi.

Contoh

Transposon juga dapat menyebabkan evolusi adaptif. Contoh -contoh paling jelas dari kontribusi transposon adalah evolusi sistem kekebalan tubuh dan regulasi transkripsi melalui elemen non -kode di plasenta dan di otak mamalia.

Dalam sistem kekebalan vertebrata, masing -masing dari sejumlah besar antibodi diproduksi dengan menggunakan gen dengan tiga urutan (V, D dan J). Urutan ini secara fisik dipisahkan dalam genom, tetapi mereka datang untuk bergabung selama respons imun melalui mekanisme yang dikenal sebagai rekombinasi VDJ.

Pada akhir tahun 90 -an, sekelompok peneliti menemukan bahwa protein yang bertanggung jawab untuk VDJ Union dikodekan dengan gen Rag1 Dan Rag2. Ini tidak memiliki intron dan dapat menyebabkan transposisi urutan spesifik dalam target DNA.

Kurangnya intron adalah karakteristik umum dari gen yang diturunkan dengan retrotransposisi RNA messenger. Para penulis penelitian ini menyatakan bahwa sistem kekebalan vertebrata muncul berkat transposon yang mengandung leluhur gen Rag1 Dan Rag2.

Diperkirakan sekitar 200.000 insersi telah dikeluarkan dalam garis keturunan mamalia.

Referensi

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Pengantar analisis genetik. Macmillan.
2. Kidwell, m. G., & Lisch, D. R. (2000). Elemen transposable dan evolusi genom host. Tren Ekologi & Evolusi, limabelas(3), 95-99.