Transposon là gì

Gen khiêu vũ là gì?

Các yếu tố vận tải, xuất xắc “ren nhảy”, lần trước tiên được xác định vì Barbara McClintock vào trong những năm 1940; chúng hoàn toàn có thể được Hotline bình thường là transposons. Tại sao transposons lại phổ biến sống tế bào nhân thực mang đến vậy, cùng đúng chuẩn thì chúng là gì?

Các nhân tố có tác dụng chuyển động (Transposable elements, TEs), có cách gọi khác là “gene nhảy”, là các trình từ bỏ ADoanh Nghiệp di chuyển xuất phát từ 1 địa điểm này đến (các) địa điểm khác vào hệ gen.Bạn đã xem: Transposon là gì

Các nhân tố này trước tiên được khẳng định giữa những phân tích trong quá trình 1944 – 1945 vày nhà di truyền học tập Barbara McClintoông chồng của Phòng phân tích Cold Spring Harbor trên New York. Bà ra mắt kết xoàn của chính bản thân mình băm 1951, tuy nhiên những đơn vị sinc học thuở đầu hoài nghi về phạt hiện nay của McClintochồng.

Bạn đang xem: Transposon là gì

Thế dẫu vậy, qua vài thập kỷ tiếp sau, có vẻ rằng không chỉ là bao gồm riêng biệt TE “nhảy”, mà bọn chúng còn được phân phát hiện nay thấy sinh sống gần như là toàn bộ những sinch đồ gia dụng (cả nhân sơ với nhân thực) và thông thường sẽ có con số hơi phệ vào hệ gen. lấy ví dụ như, TEs tạo cho ngay sát 50% hệ ren bạn với tới 90% hệ gene của ngô (SanMiguel, 1996).


*

Các một số loại Transposons

Ngày ni, những đơn vị công nghệ biết rằng có nhiều nhiều loại TEs khác biệt, cũng tương tự số phương pháp để phân các loại chúng.

Một trong các phần lớn hình dáng phân nhiều loại phổ biến đó là thân các TEs đòi hỏi sự phiên mã ngược (Tức là phiên từ ARN thành ADN) để gửi vị với hầu như TEs ko yên cầu điều ấy. Các nguyên tố thứ nhất còn được gọi là retrotransposons giỏi TEs lớp 1, trong lúc đội thiết bị hai còn được biết đến là những DNA transposons giỏi TEs lớp 2.

Hệ thống Ac/Ds nhưng McClintock đã phạt hiện ra rơi vào hoàn cảnh đội thứ hai. Các team TEs khác nhau được tìm thấy trong hệ gene của những nhân thực khác biệt (hình 1).


*

Hình 1: Số lượng kha khá của retrotransposons cùng DNA transposons trong các hệ ren của loại nhân thực khác nhau. Biểu thiết bị này cho biết sự đóng góp của DNA transposons cũng giống như retrotransposons vào tổng cộng các loại nguyên tố vận chuyển vào hệ gen của những loài. (Sc: Saccharomyces cerevisiae; Sp: Schizosaccharomyces pombe; Hs: Homo sapiens; Mm: Mus musculus; Os: Oryza sativa; Ce: Caenorhabditis elegans; Dm: Drosophila melanogaster; Ag: Anopheles gambiae, malaria mosquito; Aa: Aedes aegypti, yellow fever mosquito; Eh: Entamoecha histolytica; Ei: Entamoeba invadens; Tv: Trichomonas vaginalis.)2007 Annual Reviews Feschotte, C. & Pritđắm say, E. J. DNA transposons and the evolution of eukaryotic genomes. Annual Review in Genetics 41, 331–348.

DNA Transposons

Tất cả các TEs lớp 2 hoàn chỉnh hay có thể từ bỏ nói là “từ bỏ trị” mã hóa protein transposase, đồ vật mà bọn chúng đề nghị nhằm cnhát cùng giảm (hình 2). Một số trong các những TEs này cũng mã hóa các protein không giống.

Chụ ý rằng DNA transposon ko lúc nào thực hiện RNA trung gian – chúng luôn luôn di chuyển theo cách riêng rẽ, giảm với chèn thiết yếu mình từ hệ gene thực hiện phép tắc được gọi là “cut and paste”.


*

TE lớp 2 được xác minh bởi vì sự có mặt của các trình từ lặp ngược chiều (TIR), khoảng chừng 9 – 40 bp, nằm tại vị trí nhị đầu (hình 3). trong số những phương châm của TIR là để được nhận biết vày transposase.


*

Hình 3: Cấu trúc của một DNA transposon. DNA transposons được bao 2 bên bởi vì TIR. Các trình từ bỏ lặp ngược hướng này bổ sung cập nhật cùng nhau. 2013 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. All rights reserved.

Bên cạnh đó, cả TE lớp 1 cùng 2 hồ hết đựng trình từ lặp thuộc chiều kẹp hai bên (hình 3). Các trình trường đoản cú lặp cùng chiều này chưa hẳn là 1 cỗ phân thực thú của TE; ráng vào đó, bọn chúng tất cả mục đích trong câu hỏi chèn TE vào DNA. hơn nữa, sau khoản thời gian một TÉ được cắt, các trình từ lặp này bị vứt lại như thể “hầu hết vết chân”. Thông thường, các vết chân này làm thay đổi bộc lộ gene kể cả sau khoản thời gian nhân tố đi lại đã dịch chuyển mang đến địa điểm không giống vào hệ gen.

Dưới 2% hệ ren được tạo cho bởi TE đội 2. Vấn đề này Có nghĩa là đa số trong các những nhân tố chuyển động thuộc về TEs lớp không giống – retrotransposons (Kazazian và Moran, 1998).

Retrotransposons

Không nhỏng những nguyên tố lớp 2, những yếu tố lớp 1 – tức retrotransposons – di chuyển trải qua hoạt động vui chơi của RNA trung gian.

Nói giải pháp không giống, TEs lớp 1 không mã hóa transposase; thay vào đó, chúng tạo thành các bạn dạng phiên mã RNA cùng sau đó nhờ vào enzyme reverse transcriptase nhằm phiên mã ngược trình trường đoản cú RNA thành DNA, rồi từ bỏ DNA mới cyếu vào địa chỉ đích.

Có hai một số loại chính trong TE lớp 1: LTR retrotransposons, có một đặc thù là việc có mặt của trình trường đoản cú lặp nhiều năm sống nhị đầu (LTRs) ; cùng non-LTR TEs không tồn tại trình từ lặp.

Cả LINE1 (hay L1) với Alu là các chúng ta non-LTR TEs. Yếu tố L1 lâu năm mức độ vừa phải khoảng tầm 6 kb. Ngược lại, yếu tố Alu thường chỉ chứa mấy trăm nucleotide, chính vì thế chúng được coi là yếu tố vận chuyển rải rác nđính, hay short interspersed transposable element, hay SINE.

Alu quan trọng rất nhiều mẫu mã, vó nguồn gốc trường đoản cú linh trưởng và trong thời hạn tươn đối ngắn nhân lên số lượng thành 1 triệu bạn dạng sao trong mỗi tế bào bạn.

L1 cũng phổ cập trong hệ ren bạn, mặc dù ko có mặt nhiều bạn dạng sao như Alu, size béo của chính nó bao gồm nghĩa rằng yếu tố này khiến cho khoảng tầm 15%–17% trình trường đoản cú hệ ren (Kazazian và Moran, 1998; Slotkin & Martienssen, 2007).

Tại fan, những non-LTR TEs này là nhóm transposon độc nhất còn vận động ; LTR retrotransposons và DNA transposons chỉ còn là phần lớn di tích cổ điển và không còn kỹ năng di chuyển nữa.

Transposons tự cai quản với ko từ bỏ quản

Cả TEs lớp 1 tuyệt lớp 2 rất nhiều rất có thể là tự cai quản hoặc ko.

TEs từ cai quản hoàn toàn có thể từ bỏ di chuyển, trong lúc những nguyên tố không trường đoản cú quản lí nên nên sự có mặt của những TEs không giống để di chuyển.

Đây là do các nhân tố ko tự quản lí thiếu hụt các gene mang đến transposase và reverse transcriptase vốn cần thiết mang lại quy trình chuyển vị. Ví dụ sống nhân sơ, nguyên tố Ac là từ cai quản vày chúng rất có thể trường đoản cú dịch rời, trong lúc nguyên tố Ds là không trường đoản cú cai quản vị buộc phải phụ thuộc vào sự xuất hiện của Ac.

Gen dancing làm gì (quanh đó vấn đề “nhảy”)?

Thực tế rằng ngay gần một phần hệ ren tín đồ làm cho vì TEs, với cùng 1 tỉ trọng đáng chú ý bọn chúng là L1 và Alu, nạm bắt đầu dâng lên một câu hỏi quan tiền trọng : toàn bộ những gen nhảy này làm những gì, bên cạnh bài toán nhảy đầm nhót ?

Nếu nó “hạ cánh” xuống một ren thì rất có thể gây nên đột nhiên biến, nhỏng đã được vạc hiện Khi cnhát L1 vào gen mã hóa yếu tố VIII gây bệnh máu ko đông (Kazazian et al., 1988).

Xem thêm: Thế Giới Diablo Là Gì - Cốt Truyện Diablo Là Gì

Tương trường đoản cú như thế, một vài ba năm sau, những bên nghiên cứu và phân tích thấy L1 trong gene APC ngơi nghỉ các tế bào ung tlỗi dạ dày cơ mà không thấy ở gene APC của rất nhiều tế bào trẻ trung và tràn đầy năng lượng bên trên và một người bị bệnh. Vấn đề này xác nhận rằng L1 gửi vị trong tế bào trúc, và rằng yếu tố này có thể mang trong mình 1 sứ mệnh khởi nguồn của các căn bệnh (Miki et al., 1992).

Transposons câm

Trái ngược cùng với L1, phần nhiều TEs có vẻ như câm im – nói cách khác, những nguyên tố này không tạo nên tác động hình trạng hình làm sao, cũng giống như không vậ động trong hệ ren. Ít tốt nhất đó cũng là ý kiến tán thành trong giới khoa học.

Một số TEs câm im bị bất hoạt bởi vì chúng gồm tự dưng biến chuyển ảnh hưởng mang đến khả năng di chuyển của chúng ; một vài khác trọn vẹn ngulặng vẹn và có chức năng di chuyển tuy thế bị duy trì bất hoạt do các hình thức di truyền ngoại ren như thể methyl hóa ADN, tái cấu trúc chromatin với miRNAs.

Trong tái kết cấu DNA ví dụ điển hình, sự biến hóa hóa học so với các protein bám chromatin làm cho chromatin trở bắt buộc bị thắt lại ngơi nghỉ một số trong những vùng của hệ ren, những gen và cả những TEs trong vùng kia bị bất hoạt vày những enzyme phiên mã đơn giản là cần yếu tiếp cận promotor gene được.

Một ví dụ không giống về transposon câm yên tương quan mang đến thực vật, nghỉ ngơi bỏ ra Arabidopsis.

Các công ty nghiên cứu tập trung mang đến các thực đồ dùng này phân phát hiện hơn đôi mươi trình tự transposon bỗng dưng biến chuyển không giống nhau (trong số đó gồm một nhiều loại được phân phát trên ngô).

Ở các cây vẻ bên ngoài lẩn thẩn, những trình trường đoản cú này bị methyl hóa, hoặc bị câm lặng. Tuy nhiên, làm việc những cây nhưng bị kmáu tận về một tuyệt vài gene tmê mệt gia quy trình methyl hóa, những transposon đã làm được phiên mã.

ngoại giả, một vài loại hình bỗng dưng đổi mới đã được tìm hiểu giữa những cây bị khuyết tật quá trình methyl hóa, với những đẳng cấp hình này còn có liên quan đến việc cnhát transposon (Miura et al., 2001).

Dựa vào phần nhiều phân tích như thế, các đơn vị khoa học biết rằng một số TEs bị duy trì câm yên bởi chính sách ngoại ren ; tuy vậy, Một trong những năm vừa mới đây các bên phân tích ban đầu trường đoản cú hỏi liệu chính TEs cũng đều có vai trò vào quy trình bất hoạt bằng ngoại ren.

Thú vị là, chính Barbara McClintoông xã là bạn đầu tiên đề suất rằng TEs hoàn toàn có thể mang các loại sứ mệnh ổn định này (McClintochồng, 1951). Cũng buộc phải mất hàng thập kỷ cho các công ty khoa học tích lũy minh chứng để lưu ý rằng dường như suy đoán của McClintoông chồng là đúng.

Transposons có thể mã hóa siRNA nhằm ổn định bao gồm quy trình làm cho câm im chúng

Bởi vị sự gửi vị của transposon rất có thể mang ý nghĩa tiêu hủy, không tồn tại gì quá bất ngờ Lúc phần nhiều trình từ bỏ transposon sinh sống hệ ren người là im lặng, chính vì như vậy chất nhận được hệ gen này vẫn sống thọ tương đối ổn định, bất cứ tỉ lệ của TEs là nuốm làm sao.

Thực tế, những đơn vị phân tích cho rằng 17% hệ gen tín đồ được mã hóa bởi các trình từ bỏ tương quan đến L1, chỉ ở mức 100 Lmột là vẫn còn hoạt động cơ mà thôi.

mà còn, những nhà công nghệ gợi ý rằng đề cập cả những TEs vận động rất ít còn sót lại này sự khắc chế quan trọng nhảy theo rất nhiều cách thức dù cho gồm quá qua sự bất hoạt ngoại ren.

Ví dụ, sinh sống tế bào người, small interfering RNAs (siRNAs), còn gọi là RNAi rất có thể ngnạp năng lượng cản sự đưa vị.

RNAi là 1 trong qui định ra mắt thoải mái và tự nhiên nhưng sinc vật dụng nhân thực hay dùng để làm cân bằng biểu lộ gen.

Điều gây độc đáo vào tính huống này là siRNA can thiệp vào hoạt tính của L1 là bao gồm xuất phát trường đoản cú trình trường đoản cú 5’UTR của LTR của L1. Cụ thể, 5’UTR của L1 mang trong mình 1 promotor thuận nghĩa cho những gene của L1, tương tự như một promotor đối nghĩa mã hóa ra RNA đối nghĩa.

Yang cùng Kazazian (2006) vẫn xác minh rằng điều này tạo ra những trình tự tương đồng hoàn toàn có thể lai cùng nhau, vì thế xuất hiện phân tử RNA mạch knghiền – thỏa mãn nhu cầu nhỏng là 1 trong những cơ hóa học mang đến RNAi.

Hơn nữa, Khi những công ty phân tích khắc chế cách thức làm câm bằng siRNA đó, họ thấy một sự tăng thành phầm phiên mã L1, gợi ra rằng sự phiên mã nguyên tố L1 thực tế bị khắc chế bằng siRNA.

Transposon chưa hẳn luôn luôn phá hoại

Không yêu cầu toàn bộ sự nhảy đầm vị trí của transopson phần lớn gây nên những tác động có hại.

Thực tế các transposon có thể quản lý quá trình tiến hóa hệ ren bằng cách tương tác sự gửi vị các trình tự trong hệ ren, sự đảo lộn các exon cũng giống như sự thay thế đứt gãy ADN mạch kxay.

Sự cyếu và gửi vị có thể cũng đổi khác các vùng điều hòa gen và những phong cách hình. Thực tế rằng những nguyên tố di chuyển không phải dịp nào thì cũng có thể giảm một phương pháp tuyệt vời nhất và có thể cướp đi một vài trình từ bỏ hệ ren có tác dụng gây nên hiện tượng lạ được Call là đảo lộn exon.

Xem thêm:

Khả năng của các transposon là tăng phong phú và đa dạng di truyền, với năng lượng của hệ gen vào vấn đề khắc chế gần như là vừa đủ hoạt động của TEs, dẫn tới một sự cân bằng, nhằm rồi TEs phát triển thành 1 phần đặc biệt quan trọng trong tiến hóa cùng cân bằng ren trong tất cả các sinc đồ dùng bao gồm các loại trình trường đoản cú này.

Tđam mê khảo

Bailey, J. A., et al. Molecular evidence for a relationship between LINE-1 elements & X chromosome inactivation: The Lyon repeat hypothesis. Proceedings of the National Academy of Sciences 97, 6634–6639 (2000)Kazazian, H. H. thiết bị di động elements: Drivers of genome evolution. Science 303, 1626–1632 (2004) doi:10.1126/science.1089670Koga, A., et al. Vertebrate DNA transposon as a natural mutator: The medaka fish Tol2 element contributes to lớn genetic variation without recognizable traces. Molecular Biology và Evolution 23, 1414–1419 (2006) doi:10.1093/molbev/msl003McLean, P. McClintoông chồng and the Ac/Ds transposable elements of corn, www.ndsu.nodak.edu/instruct/mcclean/plsc431/transelem/trans1.htm (1997)Miki, Y., et al. Disruption of the APC gene by a retrotransposal insertion of L1 sequence in colon cancer. Cancer Research 52, 643–645 (1992)Moran, J. V., et al. Exon shuffling by L1 retrotransposition. Science 283, 1530–1534 (1999)SanMiguel, P.., et al. Nested retrotransposons in the intergenic regions of the maize genome. Science 274, 765–768 (1996)

Citation: Pray, L. (2008) Transposons: The jumping genes. Nature Education 1(1):204


Chuyên mục: Tổng Hợp