Retrotransposon

Lige LTR retrotransposoner indeholder ikke-LTR retrotransposoner gener for omvendt transkriptase, RNA-bindende protein, nuclease og undertiden ribonuklease H-domæne, men de mangler de lange terminale gentagelser. RNA-bindende proteiner binder RNA-transpositionsintermediæret, og nukleaser er enzymer, der bryder fosfodiesterbindinger mellem nukleotider i nukleinsyrer. I stedet for LTR’er har ikke-LTR retrotransposoner korte gentagelser, der kan have en omvendt rækkefølge af baser ved siden af hinanden bortset fra de direkte gentagelser, der findes i LTR retrotransposoner, som blot er én sekvens af baser, der gentager sig selv.

Selv om de er retrotransposoner, kan de ikke udføre omvendt transkription ved hjælp af et RNA-transpositionsintermediat på samme måde som LTR retrotransposoner. Disse to nøglekomponenter i retrotransposonet er stadig nødvendige, men måden, hvorpå de indarbejdes i de kemiske reaktioner, er anderledes. Det skyldes, at i modsætning til LTR retrotransposoner indeholder ikke-LTR retrotransposoner ikke sekvenser, der binder tRNA.

De falder for det meste i to typer – LINEs og SINEs. SVA-elementer er undtagelsen mellem de to, da de har ligheder med både LINEs og SINEs, idet de indeholder Alu-elementer og forskellige antal af den samme gentagelse. SVA’er er kortere end LINE’er, men længere end SINE’er.

Selv om de historisk set er blevet betragtet som “junk-DNA”, tyder forskning på, at både LINE’er og SINE’er i nogle tilfælde er blevet inkorporeret i nye gener for at danne nye funktioner.

LINE’erRediger

Når en LINE transskriberes, indeholder transkriptet en RNA-polymerase II-promotor, der sikrer, at LINEs kan kopieres til det sted, hvor den indsætter sig selv i. RNA-polymerase II er det enzym, der transskriberer gener til mRNA-transskriptioner. Enderne af LINE-transskriptioner er rige på flere adeniner, som er de baser, der tilføjes i slutningen af transkriptionen, så LINE-transskriptioner ikke bliver nedbrudt. Dette transkript er RNA-transpositionsintermediæret.

RNA-transpositionsintermediæret bevæger sig fra kernen til cytoplasmaet for at blive oversat. Dette giver de to kodende regioner i en LINE, som igen binder sig tilbage til det RNA, det er transskriberet fra. LINE-RNA’et bevæger sig derefter tilbage til kernen for at blive indsat i det eukaryote genom.

LINE’er indsætter sig selv i regioner af det eukaryote genom, der er rige på baser AT. I AT-regioner bruger LINE sin nuklease til at skære den ene streng af det eukaryote dobbeltstrengede DNA over. Den adeninrige sekvens i LINE-transkriptet baseparrerer sig med den afskårne streng for at markere, hvor LINE vil blive indsat med hydroxylgrupper. Omvendt transkriptase genkender disse hydroxylgrupper for at syntetisere LINE-retrotransposonet på det sted, hvor DNA’et er klippet. Ligesom med LTR retrotransposoner indeholder denne nye indsatte LINE eukaryote genominformation, så den kan let kopieres og indsættes i andre genomiske regioner. Informationssekvenserne er længere og mere variable end dem i LTR retrotransposoner.

De fleste LINE-kopier har en variabel længde i starten, fordi den omvendte transkription normalt stopper, før DNA-syntesen er færdig. I nogle tilfælde medfører dette, at RNA-polymerase II-promotor går tabt, så LINEs ikke kan transponere yderligere.

Genetisk struktur af murine LINE1 og SINEs. Nederst: foreslået struktur af L1 RNA-protein (RNP)-komplekser (RNP). ORF1-proteiner danner trimere, der udviser RNA-binding og nukleinsyre-chaperonaktivitet.

Human L1Edit

LINE-1 (L1) retrotransposoner udgør en betydelig del af det menneskelige genom, med anslået 500.000 kopier pr. genom. Gener, der koder for humane LINE1, får normalt deres transkription hæmmet af methylgrupper, der binder sig til dets DNA, udført af PIWI-proteiner og enzymer DNA-methyltransferaser. L1 retrotransposition kan forstyrre arten af de transskriberede gener ved at klistre sig ind i eller i nærheden af generne, hvilket igen kan føre til sygdomme hos mennesker. LINE1’er kan kun retrotransponere i nogle tilfælde for at danne forskellige kromosomstrukturer, hvilket bidrager til forskelle i genetik mellem individer. Der er et skøn på 80-100 aktive L1’er i referencegenomet i Human Genome Project, og et endnu mindre antal L1’er inden for disse aktive L1’er retrotransponerer ofte. L1-indsættelser er blevet forbundet med tumorigenese ved at aktivere kræftrelaterede gener onkogener og tumorsuppressorer.

Hver menneskelig LINE1 indeholder to regioner, hvorfra genprodukter kan kodes. Den første kodningsregion indeholder et leucin-zipper-protein, der er involveret i protein-protein-interaktioner, og et protein, der binder sig til nukleinsyrernes terminus. Den anden kodningsregion indeholder en purin/pyrimidin-nuklease, omvendt transkriptase og et protein, der er rig på aminosyrer cysteiner og histidiner. Enden af den menneskelige LINE1 er, som det er tilfældet med andre retrotransposoner, adeninrig.

SINEsEdit