Retrotranspozon
On 7 listopadu, 2021 by adminStejně jako retrotranspozony LTR obsahují retrotranspozony non-LTR geny pro reverzní transkriptázu, RNA-vazebný protein, nukleázu a někdy i doménu ribonukleázy H, ale chybí jim dlouhé koncové repetice. Proteiny vázající RNA vážou meziprodukt RNA-transpozice a nukleázy jsou enzymy, které rozbíjejí fosfodiesterové vazby mezi nukleotidy v nukleových kyselinách. Místo LTR mají retrotranspozony jiné než LTR krátké repetice, které mohou mít inverzní pořadí bází vedle sebe, kromě přímých repetic, které se vyskytují u retrotranspozonů LTR, což je pouze jedna sekvence bází, která se opakuje.
Ačkoli jsou to retrotranspozony, nemohou provádět zpětnou transkripci pomocí transpozičního meziproduktu RNA stejným způsobem jako retrotranspozony LTR. Tyto dvě klíčové složky retrotranspozonu jsou stále nezbytné, ale způsob jejich začlenění do chemických reakcí je odlišný. Je to proto, že na rozdíl od retrotranspozonů LTR neobsahují retrotranspozony non-LTR sekvence, které vážou tRNA.
Většinou se dělí na dva typy – LINE a SINE. Výjimkou mezi nimi jsou SVA elementy, které mají společné rysy s LINE i SINE, obsahují Alu elementy a různý počet stejných repetic. SVA jsou kratší než LINE, ale delší než SINE.
Ačkoli jsou historicky považovány za „nevyžádanou DNA“, výzkumy naznačují, že v některých případech byly LINE i SINE začleněny do nových genů a vytvořily nové funkce.
LINEEdit
Při přepisu LINE obsahuje transkript promotor RNA polymerázy II, který zajišťuje, že se LINE mohou kopírovat do libovolného místa, do kterého se vloží. RNA polymeráza II je enzym, který přepisuje geny do transkriptů mRNA. Konce transkriptů LINE jsou bohaté na několik adeninů, bází, které se přidávají na konci transkripce, aby transkripty LINE nebyly degradovány. Tento transkript je transpozičním meziproduktem RNA.
Transpoziční meziprodukt RNA se přesouvá z jádra do cytoplazmy k translaci. Vznikají tak dvě kódující oblasti LINE, které se následně vážou zpět na RNA, z níž jsou přepisovány. RNA LINE se pak přesune zpět do jádra, aby se vložila do eukaryotického genomu.
LINE se vkládají do oblastí eukaryotického genomu, které jsou bohaté na báze AT. V oblastech AT LINE použije svou nukleázu k přestřižení jednoho vlákna dvouřetězcové eukaryotické DNA. Sekvence bohatá na adenin v transkriptu LINE vytvoří pár bází s přestřiženým vláknem a označí místo, kam bude LINE vložena, hydroxylovými skupinami. Reverzní transkriptáza tyto hydroxylové skupiny rozpozná a syntetizuje retrotranspozon LINE v místě, kde je DNA přestřižena. Stejně jako u retrotranspozonů LTR obsahuje tato nově vložená LINE informaci o eukaryotickém genomu, takže ji lze snadno zkopírovat a vložit do jiných genomových oblastí. Informační sekvence jsou delší a variabilnější než u retrotranspozonů LTR.
Většina kopií LINE má na začátku proměnlivou délku, protože reverzní transkripce se obvykle zastaví před dokončením syntézy DNA. V některých případech to způsobí ztrátu promotoru RNA polymerázy II, takže LINE nemohou dále transponovat.
Lidský L1Upravit
Retrotranspozony LINE-1 (L1) tvoří významnou část lidského genomu, jejich počet se odhaduje na 500 000 kopií na genom. U genů kódujících lidské LINE1 je jejich transkripce obvykle inhibována vazbou metylových skupin na jejich DNA, kterou provádějí proteiny PIWI a enzymy DNA metyltransferázy. Retrotranspozice L1 může narušit povahu přepisovaných genů tím, že se vlepí do genů nebo do jejich blízkosti, což by následně mohlo vést k lidským onemocněním. LINE1 mohou retrotransponovat pouze v některých případech a vytvářet tak různé struktury chromozomů, což přispívá ke genetickým rozdílům mezi jednotlivci. V referenčním genomu projektu lidského genomu je odhadem 80-100 aktivních L1 a ještě menší počet L1 v rámci těchto aktivních L1 často retrotransponuje. Inzerce L1 jsou spojovány s nádorovým bujením tím, že aktivují onkogeny a nádorové supresory související s rakovinou.
Každá lidská LINE1 obsahuje dvě oblasti, z nichž mohou být kódovány genové produkty. První kódující oblast obsahuje protein leucinového zipu, který se podílí na interakcích protein-protein, a protein, který se váže na terminus nukleových kyselin. Druhá kódující oblast má purin/pyrimidinovou nukleázu, reverzní transkriptázu a protein bohatý na aminokyseliny cysteiny a histidiny. Konec lidského LINE1 je stejně jako u jiných retrotranspozonů bohatý na adenin.
SINEsEdit
SINE jsou mnohem kratší (300bp) než LINE. Sdílejí podobnost s geny přepisovanými RNA polymerázou II, enzymem, který přepisuje geny do transkriptů mRNA, a iniciační sekvencí RNA polymerázy III, enzymu, který přepisuje geny do ribozomální RNA, tRNA a dalších malých molekul RNA. SINE, jako jsou savčí elementy MIR, mají na začátku gen tRNA a na konci adenin bohatý jako u LINE.
SINE nekódují funkční protein reverzní transkriptázy a jsou závislé na jiných mobilních transpozonech, zejména na LINE. SINE využívají transpoziční komponenty LINE, přestože proteiny vázající LINE dávají přednost vazbě na RNA LINE. SINE nemohou transponovat samy o sobě, protože nemohou kódovat transkripty SINE. Obvykle se skládají z částí odvozených od tRNA a LINE. Část tRNA obsahuje promotor RNA polymerázy III, což je stejný druh enzymu jako RNA polymeráza II. Ten zajišťuje, že kopie LINE budou přepsány do RNA pro další transpozici. Složka LINE zůstává, takže proteiny vázající LINE mohou rozpoznat LINE část SINE.
Alu elementyUpravit
Alu jsou nejčastější SINE u primátů. Jsou dlouhé přibližně 350 párů bází, nekódují proteiny a lze je rozpoznat pomocí restrikčního enzymu AluI (odtud název). Jejich výskyt může být důležitý u některých genetických onemocnění a rakoviny. Kopírování a vkládání Alu RNA vyžaduje konec Alu bohatý na adenin a zbytek sekvence vázaný na signál. Alu navázaná na signál se pak může spojit s ribozomy. LINE RNA se spojuje se stejnými ribozomy jako Alu. Vazba na stejný ribosom umožňuje Alu SINE interagovat s LINE. Tato současná translace prvku Alu a LINE umožňuje kopírování a vkládání SINE.
Napsat komentář