Retrotranspozon

Ca și retrotranspozonii LTR, retrotranspozonii non-LTR conțin gene pentru transcriptaza inversă, proteina de legare a ARN-ului, nuclează și, uneori, domeniul H al ribonucleazei, dar le lipsesc repetițiile terminale lungi. Proteinele de legare a ARN-ului se leagă de intermediarul de transpoziție a ARN-ului, iar nucleazele sunt enzime care rup legăturile fosfodiesterice dintre nucleotidele din acizii nucleici. În loc de LTR, retrotranspozonii non-LTR au repetări scurte care pot avea o ordine inversă a bazelor una lângă alta, în afară de repetările directe întâlnite la retrotranspozonii LTR, care reprezintă doar o secvență de baze care se repetă.

Deși sunt retrotranspozoni, ei nu pot efectua transcripția inversă folosind un intermediar de transpoziție ARN în același mod ca retrotranspozonii LTR. Acele două componente cheie ale retrotranspozonului sunt încă necesare, dar modul în care sunt încorporate în reacțiile chimice este diferit. Acest lucru se datorează faptului că, spre deosebire de retrotranspozonii LTR, retrotranspozonii non-LTR nu conțin secvențe care se leagă de ARNt.

Ei se împart în principal în două tipuri – LINE și SINE. Elementele SVA sunt o excepție între cele două, deoarece au asemănări atât cu LINEs cât și cu SINEs, conținând elemente Alu și numere diferite ale aceleiași repetări. SVA-urile sunt mai scurte decât LINE-urile, dar mai lungi decât SINE-urile.

În timp ce, din punct de vedere istoric, au fost privite ca fiind „ADN nedorit”, cercetările sugerează că, în unele cazuri, atât LINE-urile, cât și SINE-urile au fost încorporate în gene noi pentru a forma noi funcții.

LINE-urileEdit

Când o LINE este transcrisă, transcrierea conține un promotor al ARN polimerazei II care asigură că LINE-urile pot fi copiate în orice locație în care se inserează. ARN polimeraza II este enzima care transcrie genele în transcripte de ARNm. Extremitățile transcripțiilor LINE sunt bogate în adenine multiple, baze care sunt adăugate la sfârșitul transcrierii pentru ca transcripțiile LINE să nu fie degradate. Acest transcris este intermediarul de transpoziție ARN.

Intermediarul de transpoziție ARN se deplasează din nucleu în citoplasmă pentru traducere. Acest lucru dă cele două regiuni codificatoare ale unui LINE care, la rândul său, se leagă înapoi la ARN-ul din care este transcris. ARN-ul LINE se deplasează apoi înapoi în nucleu pentru a se insera în genomul eucariot.

LINE se inserează în regiuni ale genomului eucariot care sunt bogate în baze AT. În regiunile AT, LINE își folosește nucleaza pentru a tăia o catenă din ADN-ul bicatenar eucariotic. Secvența bogată în adenină din transcriptul LINE formează perechi de baze cu șirul tăiat pentru a semnaliza locul în care LINE va fi inserată cu grupe hidroxil. Transcriptaza inversă recunoaște aceste grupări hidroxil pentru a sintetiza retrotranspozonul LINE în locul în care ADN-ul este tăiat. Ca și în cazul retrotranspozonilor LTR, acest nou LINE inserat conține informații despre genomul eucariotic, astfel încât poate fi copiat și lipit cu ușurință în alte regiuni genomice. Secvențele de informații sunt mai lungi și mai variabile decât cele din retrotranspozonii LTR.

Majoritatea copiilor LINE au o lungime variabilă la început deoarece transcripția inversă se oprește de obicei înainte ca sinteza ADN să fie completă. În unele cazuri, acest lucru face ca promotorul ARN polimerazei II să fie pierdut, astfel încât LINE-urile nu se pot transpune mai departe.

Structura genetică a LINE1 și SINE-urilor murine. Jos: structura propusă a complexelor ARN-proteină (RNP) L1. Proteinele ORF1 formează trimere, prezentând o activitate de legare a ARN și de chaperon al acizilor nucleici.

Human L1Edit

Retrotranspozonii LINE-1 (L1) reprezintă o parte semnificativă a genomului uman, cu un număr estimat de 500.000 de copii per genom. Genele care codifică pentru LINE1 uman au, de obicei, transcripția lor inhibată de grupările metil care se leagă de ADN-ul său, realizată de proteinele PIWI și de enzimele ADN metiltransferaze. Retrotranspunerea L1 poate perturba natura genelor transcrise, lipindu-se în interiorul sau în apropierea genelor, ceea ce ar putea duce, la rândul său, la boli umane. LINE1 se pot retrotranspune doar în anumite cazuri pentru a forma structuri cromozomiale diferite, contribuind la diferențele genetice dintre indivizi. Există o estimare de 80-100 de L1-uri active în genomul de referință al Proiectului genomului uman, iar un număr și mai mic de L1-uri din cadrul acestor L1-uri active se retrotranspun adesea. Inserțiile L1 au fost asociate cu tumorigeneza prin activarea unor gene legate de cancer, oncogene și supresoare tumorale.

Care linie L1 umană conține două regiuni din care pot fi codificați produse genice. Prima regiune codificatoare conține o proteină cu fermoar de leucină implicată în interacțiunile proteină-proteină și o proteină care se leagă de terminația acizilor nucleici. A doua regiune codificatoare are o nuclează purinică/pirimidinică, o transcriptază inversă și o proteină bogată în aminoacizi cisteine și histidine. Capătul final al LINE1 uman, ca și în cazul altor retrotranspozoni, este bogat în adenină.

SINEsEdit

SINEs sunt mult mai scurte (300bp) decât LINEs. Ele prezintă similitudini cu genele transcrise de ARN polimeraza II, enzima care transcrie genele în transcripte de ARNm, și cu secvența de inițiere a ARN polimerazei III, enzima care transcrie genele în ARN ribozomal, ARNt și alte molecule mici de ARN. SINE-urile, cum ar fi elementele MIR ale mamiferelor, au gena ARNt la început și bogată în adenină la sfârșit, ca în cazul LINE-urilor.

SINE-urile nu codifică o proteină transcriptază inversă funcțională și se bazează pe alți transpozoni mobili, în special pe LINE-uri. SINE-urile exploatează componentele de transpoziție LINE în ciuda faptului că proteinele de legare LINE preferă să se lege de ARN-ul LINE. SINE-urile nu se pot transpune singure, deoarece nu pot codifica transcripții SINE. De obicei, aceștia sunt compuși din părți derivate din ARNt și LINE. Partea de ARNt conține un promotor al ARN polimerazei III, care este același tip de enzimă ca și ARN polimeraza II. Astfel, se asigură că copiile LINE vor fi transcrise în ARN pentru a fi transpuse în continuare. Componenta LINE rămâne astfel încât proteinele care se leagă de LINE să poată recunoaște partea LINE din SINE.

Elemente AluEdit

Alu sunt cele mai frecvente SINE la primate. Ele au o lungime de aproximativ 350 de perechi de baze, nu codifică proteine și pot fi recunoscute de enzima de restricție AluI (de unde și numele). Distribuția lor poate fi importantă în unele boli genetice și cancere. Copierea și lipirea ARN-ului Alu necesită capătul bogat în adenină al lui Alu și restul secvenței legate de un semnal. Alu legat de semnal se poate asocia apoi cu ribozomii. ARN LINE se asociază pe aceiași ribozomi ca și Alu. Legarea la același ribozom permite Alu din SINE să interacționeze cu LINE. Această traducere simultană a elementului Alu și LINE permite copierea și lipirea SINE.

.