Retrótranszpozon
On november 7, 2021 by adminAz LTR retrotranszpozonokhoz hasonlóan a nem-LTR retrotranszpozonok is tartalmazzák a reverz transzkriptáz, az RNS-kötő fehérje, a nukleáz és néha a ribonukleáz H domén génjeit, de hiányzik belőlük a hosszú terminális ismétlődés. Az RNS-kötő fehérjék megkötik az RNS-transzpozíciós intermediereket, a nukleázok pedig olyan enzimek, amelyek a nukleinsavakban lévő nukleotidok közötti foszfodiészterkötéseket bontják. Az LTR-ek helyett a nem-LTR retrotranszpozonok rövid ismétlődésekkel rendelkeznek, amelyek az LTR retrotranszpozonokban található közvetlen ismétlődésektől eltekintve a bázisok egymás melletti fordított sorrendjét is tartalmazhatják, ami csak egy bázissorozat önmagát ismétlődése.
Bár retrotranszpozonok, az LTR retrotranszpozonokhoz hasonlóan nem képesek reverz transzkripciót végezni egy RNS-transzpozíciós intermedier segítségével. A retrotranszpozonok e két kulcskomponense továbbra is szükséges, de a kémiai reakciókba való beépülésük módja más. Ennek az az oka, hogy az LTR retrotranszpozonokkal ellentétben a nem LTR retrotranszpozonok nem tartalmaznak tRNS-t kötő szekvenciákat.
Ezek többnyire két típusba sorolhatók: LINE-ok és SINE-ok. Az SVA elemek kivételt képeznek a kettő között, mivel mind a LINE-okkal, mind a SINE-okkal hasonlóságot mutatnak, Alu elemeket és különböző számú azonos ismétlődést tartalmaznak. Az SVA-k rövidebbek, mint a LINE-ok, de hosszabbak, mint a SINE-ok.
Míg történelmileg “szemét DNS-nek” tekintették, a kutatások szerint egyes esetekben mind a LINE-ok, mind a SINE-ok beépültek új génekbe, hogy új funkciókat alakítsanak ki.
LINE-okSzerkesztés
Amikor egy LINE átíródik, a transzkriptum tartalmaz egy RNS-polimeráz II promótert, amely biztosítja a LINE-ok másolhatóságát arra a helyre, ahová beilleszti magát. Az RNS-polimeráz II az az enzim, amely a géneket mRNS-átiratba írja át. A LINE-transzkriptumok végei többszörös adeninben gazdagok, olyan bázisokban, amelyeket az átírás végén adnak hozzá, hogy a LINE-transzkriptumok ne bomoljanak le. Ez a transzkriptum az RNS-transzpozíciós intermedier.
Az RNS-transzpozíciós intermedier a sejtmagból a citoplazmába kerül a transzlációhoz. Ez adja a LINE két kódoló régióját, amely viszont visszakapcsolódik az RNS-hez, amelyből átíródott. A LINE RNS ezután visszakerül a sejtmagba, hogy beilleszkedjen az eukarióta genomba.
A LINE-ok az eukarióta genom AT bázisokban gazdag régióiba illeszkednek be. Az AT régiókban a LINE nukleáza segítségével elvágja az eukarióta kettős szálú DNS egyik szálát. A LINE átiratban lévő adeninben gazdag szekvencia bázispárokat alkot a vágott szálhoz, hogy hidroxilcsoportokkal jelölje meg azt a helyet, ahová a LINE beillesztésre kerül. A reverz transzkriptáz felismeri ezeket a hidroxilcsoportokat, hogy a LINE retrotranszpozont szintetizálja ott, ahol a DNS-t elvágták. Az LTR retrotranszpozonokhoz hasonlóan ez az újonnan beillesztett LINE eukarióta genom információt tartalmaz, így könnyen másolható és beilleszthető más genomi régiókba. Az információs szekvenciák hosszabbak és változékonyabbak, mint az LTR retrotranszpozonokban.
A legtöbb LINE-kópia kezdetben változó hosszúságú, mivel a reverz transzkripció általában leáll, mielőtt a DNS-szintézis befejeződne. Egyes esetekben emiatt az RNS-polimeráz II promóter elveszik, így a LINE-ok nem tudnak tovább transzponálódni.
Humán L1Szerkesztés
A LINE-1 (L1) retrotranszpozonok a humán genom jelentős részét teszik ki, a becslések szerint genomonként 500 000 példányt. A humán LINE1-et kódoló gének transzkripcióját általában a PIWI fehérjék és a DNS-metiltranszferáz enzimek által a DNS-hez kötött metilcsoportok gátolják. Az L1 retrotranszpozíció megzavarhatja az átírt gének jellegét azáltal, hogy beilleszkedik a génekbe vagy azok közelébe, ami viszont emberi betegségekhez vezethet. A LINE1-ek csak bizonyos esetekben képesek retrotranszponálódni, hogy különböző kromoszómaszerkezeteket alakítsanak ki, hozzájárulva az egyének közötti genetikai különbségekhez. A Humán Genom Projekt referencia genomjában becslések szerint 80-100 aktív L1 van, és ezeken az aktív L1-eken belül még kisebb számú L1 gyakran retrotranszponálódik. Az L1 inszerciókat összefüggésbe hozták a tumorigenezissel azáltal, hogy aktiválják a rákhoz kapcsolódó onkogének és tumorszupresszorok génjeit.
Minden emberi LINE1 két olyan régiót tartalmaz, amelyekből géntermékek kódolhatók. Az első kódoló régió egy fehérje-fehérje kölcsönhatásokban részt vevő leucin cipzár fehérjét és egy olyan fehérjét tartalmaz, amely a nukleinsavak terminusához kötődik. A második kódoló régió egy purin/pirimidin nukleázt, reverz transzkriptázt és ciszteinekben és hisztidinekben gazdag aminosavakban gazdag fehérjét tartalmaz. A humán LINE1 vége más retrotranszpozonokhoz hasonlóan adeninben gazdag.
SINEsEdit
A SINE-k sokkal rövidebbek (300bp), mint a LINE-k. Hasonlóságot mutatnak az RNS-polimeráz II, a géneket mRNS-átiratba átíró enzim által átírt génekkel, valamint az RNS-polimeráz III, a géneket riboszomális RNS-be, tRNS-be és más kis RNS-molekulákba átíró enzim által átírt gének indítószekvenciájával. A SINE-ok, mint például az emlősök MIR elemei, tRNS-gént tartalmaznak az elején és adenin-gazdagot a végén, mint a LINE-oknál.
A SINE-ok nem kódolnak funkcionális reverz transzkriptáz fehérjét, és más mobil transzpozonokra, különösen a LINE-okra támaszkodnak. A SINE-k kihasználják a LINE transzpozíciós komponenseket annak ellenére, hogy a LINE-kötő fehérjék inkább a LINE RNS-hez kötődnek. A SINE-k önmagukban nem képesek transzponálni, mivel nem tudnak SINE-transzkriptumokat kódolni. Általában tRNS-ből és LINE-okból származó részekből állnak. A tRNS-rész tartalmaz egy RNS-polimeráz III promótert, amely ugyanolyan típusú enzim, mint az RNS-polimeráz II. Ez biztosítja, hogy a LINE-kópiák RNS-vé íródjanak át a további átvitelhez. A LINE komponens megmarad, hogy a LINE-kötő fehérjék felismerhessék a SINE LINE részét.
Alu elemekSzerkesztés
Az Alu elemek a főemlősökben leggyakrabban előforduló SINE elemek. Körülbelül 350 bázispár hosszúak, nem kódolnak fehérjéket, és az AluI restrikciós enzim által felismerhetők (innen a név). Elterjedésük fontos lehet egyes genetikai betegségekben és rákos megbetegedésekben. Az Alu RNS másolásához és beillesztéséhez az Alu adeninben gazdag végére és a szekvencia többi részéhez kötött jelre van szükség. A szignálhoz kötött Alu ezután társulhat a riboszómákhoz. A LINE RNS ugyanolyan riboszómákhoz társul, mint az Alu. Az ugyanahhoz a riboszómához való kötődés lehetővé teszi, hogy a SINE Alu kölcsönhatásba lépjen a LINE-nal. Ez az Alu elem és a LINE egyidejű fordítása lehetővé teszi a SINE másolást és beillesztést.
Vélemény, hozzászólás?