レトロトランスポゾン
On 11月 7, 2021 by adminLTRレトロトランスポゾンと同様に、非LTRレトロトランスポゾンには逆転写酵素、RNA結合蛋白、ヌクレアーゼ、時にはリボヌクレアーゼHドメインの遺伝子があるが、長末端反復配列はない。 RNA結合タンパク質はRNA転位中間体を結合し、ヌクレアーゼは核酸中のヌクレオチド間のホスホジエステル結合を切断する酵素である。 LTRの代わりに、非LTRレトロトランスポゾンは、LTRレトロトランスポゾンに見られる直接反復の他に、塩基の並びが反転した短い反復を持つことがある。 レトロトランスポゾンの重要な構成要素であるこれら2つは依然として必要であるが、化学反応への組み込み方が異なるのである。 LTRレトロトランスポゾンと違って、非LTRレトロトランスポゾンにはtRNAと結合する配列がないからです。 SVA要素はLINEとSINEの両方に類似しており、Alu要素を含み、同じ繰り返しの数が異なるので、両者の間の例外である。 SVAはLINEより短いがSINEより長い。
歴史的に「ジャンクDNA」とみなされてきたが、研究によるとLINEとSINEの両方が新規遺伝子に組み込まれて新しい機能を形成したケースもある。
LINEsEdit
LINEが転写されるとき、転写物にはRNAポリメラーゼIIプロモーターがあり、LINEがどの位置に挿入されても確実にコピーされるようになっている。 RNAポリメラーゼIIは、遺伝子をmRNAの転写物に転写する酵素である。 LINEの転写産物の末端には、複数のアデニンという塩基が豊富に含まれており、これは、LINEの転写産物が分解されないように、転写の最後に付加される塩基である。 この転写物がRNA転位中間体です。
RNA転位中間体は核から細胞質へ移動し、翻訳されます。 これにより、2つのコード領域を持つLINEができ、それが転写されたRNAに再び結合する。 LINEは真核生物ゲノムのAT塩基を多く含む領域に挿入される。 AT領域では、LINEはそのヌクレアーゼを使って真核生物の二本鎖DNAの片方の鎖を切断する。 LINE転写産物のアデニンに富んだ配列は、切断された鎖と塩基対を形成し、LINEが水酸基で挿入される場所を標識する。 逆転写酵素はこの水酸基を認識し、DNAが切断された部分にLINEレトロトランスポゾンを合成する。 LTRレトロトランスポゾンと同様に、この新たに挿入されるLINEは真核生物のゲノム情報を含んでいるので、他のゲノム領域に容易にコピー＆ペーストすることができる。 LTRレトロトランスポゾンよりも情報配列が長く、可変的である。
ほとんどのLINEコピーは、通常DNA合成が完了する前に逆転写が停止するため、開始時の長さが可変的である。 このため、RNAポリメラーゼIIプロモーターが失われ、LINEはそれ以上転座できない場合もある。
Human L1Edit
LINE-1 (L1) レトロトランスポゾンは、ヒトゲノムのかなりの部分を占めており、ゲノムあたり50万コピーあると推定されている。 ヒトのLINE1をコードする遺伝子は、通常、PIWIタンパク質と酵素DNAメチルトランスフェラーゼによって行われるDNAへのメチル基の結合によって、その転写が抑制されている。 L1のレトロトランスポジションは、遺伝子内部や近傍に自分自身を貼り付けることで、転写される遺伝子の性質を乱し、ひいてはヒトの疾病につながる可能性がある。 LINE1が後方転座し、異なる染色体構造を形成することで、個人間の遺伝的差異が生じることがある。 ヒトゲノムプロジェクトの参照ゲノムには80-100の活性型L1が存在すると推定され、それらの活性型L1の中のさらに少数のL1がしばしば逆翻訳をする。 L1の挿入は、癌関連遺伝子の癌遺伝子や癌抑制因子を活性化することにより、腫瘍形成と関連している。
ヒトの各LINE1には、遺伝子産物がコード化されうる2つの領域がある。 最初のコード領域は、タンパク質間相互作用に関与するロイシンジッパータンパク質と核酸の末端に結合するタンパク質を含んでいます。 第2コード領域には、プリン/ピリミジンヌクレアーゼ、逆転写酵素、アミノ酸のシステインとヒスチジンに富むタンパク質が存在する。 ヒトのLINE1の末端は、他のレトロトランスポゾンと同様にアデニンに富む。
SINEsEdit
SINEはLINEよりはるかに短い（300bp）。 遺伝子をmRNAに転写する酵素であるRNAポリメラーゼIIによって転写される遺伝子や、リボソームRNAやtRNAなどの低分子RNAに転写する酵素であるRNAポリメラーゼIIIの開始配列と類似性を持っている。 哺乳類のMIRエレメントのようなSINEは、LINEのように先頭にtRNA遺伝子、末尾にアデニンが多い。
SINEは機能的な逆転写酵素タンパク質をコードしておらず、他の移動性トランスポゾン、特にLINEに依存する。 SINEはLINE結合タンパク質がLINE RNAとの結合を好むにもかかわらず、LINEの転座構成要素を利用する。 SINEはSINE転写物をコードできないので、それ自身では転移できない。 SINEは通常、tRNAとLINEに由来する部分から構成されている。 tRNAの部分には、RNAポリメラーゼIIと同じ種類の酵素であるRNAポリメラーゼIIIのプロモーターが含まれている。 これにより、LINEのコピーがRNAに転写され、さらに転写されることが確認される。
Aluエレメント編集
Alusは霊長類で最も一般的なSINEである。 長さは約350塩基対で、タンパク質をコードしておらず、制限酵素のAluIによって認識される（それがこの名前の由来）。 その分布は、いくつかの遺伝病や癌において重要であると考えられる。 Alu RNAをコピー＆ペーストするには、Aluのアデニンリッチ末端と残りの配列がシグナルに結合していることが必要である。 シグナルと結合したAluは、リボソームと結合することができる。 LINE RNAはAluと同じリボソーム上に結合する。 同じリボソームに結合することで、SINEのAlusはLINEと相互作用することができる。 このAluエレメントとLINEの同時翻訳により、SINEのコピー＆ペーストが可能になる
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