Transposon là gì

*

Gen dancing là gì?

Các yếu tố vận động, giỏi “gen nhảy”, lần thứ nhất được khẳng định vì chưng Barbara McClintochồng vào trong thời điểm 1940; bọn chúng hoàn toàn có thể được Điện thoại tư vấn thông thường là transposons. Tại sao transposons lại phổ biến ngơi nghỉ tế bào nhân thực cho vậy, và chính xác thì chúng là gì?

Các yếu tố có tác dụng vận động (Transposable elements, TEs), còn gọi là “gene nhảy”, là các trình trường đoản cú ADN dịch rời xuất phát điểm từ 1 địa chỉ này mang lại (các) vị trí không giống vào hệ ren.

Bạn đang xem: Transposon là gì

Các nhân tố này lần thứ nhất được xác định giữa những phân tách vào quy trình 1944 – 1945 vì nhà di truyền học Barbara McClintochồng của Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor tại Thành Phố New York. Bà công bố kết đá quý của chính bản thân mình băm 1951, tuy nhiên các đơn vị sinh học tập ban đầu không tin tưởng về phân phát hiện nay của McClintoông chồng.

Thế nhưng, qua vài thập kỷ tiếp theo sau, có vẻ rằng không chỉ tất cả riêng TE “nhảy”, mà chúng còn được phân phát hiện thấy ở gần như toàn bộ những sinc đồ dùng (cả nhân sơ cùng nhân thực) cùng thông thường có con số khá béo trong hệ ren. lấy ví dụ, TEs tạo cho ngay gần một nửa hệ gene bạn cùng tới 90% hệ gene của ngô (SanMiguel, 1996).


*

Các loại Transposons

Ngày nay, những nhà khoa học hiểu được có rất nhiều nhiều loại TEs không giống nhau, cũng tương tự số phương pháp để phân nhiều loại chúng.

Một trong các đầy đủ đẳng cấp phân nhiều loại thông dụng chính là giữa những TEs yên cầu sự phiên mã ngược (Tức là phiên tự ARN thành ADN) nhằm chuyển vị với hầu hết TEs ko yên cầu điều đó. Các yếu tố trước tiên còn gọi là retrotransposons xuất xắc TEs lớp 1, trong những lúc đội sản phẩm công nghệ nhị còn được nghe biết là những DNA transposons xuất xắc TEs lớp 2.

Hệ thống Ac/Ds mà lại McClintoông chồng đang phạt hiện ra rơi vào hoàn cảnh nhóm thứ hai. Các đội TEs không giống nhau được tra cứu thấy vào hệ ren của các nhân thực khác nhau (hình 1).


*

Hình 1: Số lượng kha khá của retrotransposons cùng DNA transposons trong các hệ gen của loại nhân thực khác nhau. Biểu đồ vật này cho thấy sự đóng góp của DNA transposons cũng tương tự retrotransposons vào toàn bô các các loại nguyên tố vận tải 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: Entamoeba histolytica; Ei: Entamoeba invadens; Tv: Trichomonas vaginalis.)2007 Annual Reviews Feschotte, C. & Pritsay mê, E. J. DNA transposons và the evolution of eukaryotic genomes. Annual review in Genetics 41, 331–348.


DNA Transposons

Tất cả những TEs lớp 2 hoàn chỉnh giỏi rất có thể trường đoản cú nói là “từ bỏ trị” mã hóa protein transposase, sản phẩm công nghệ nhưng mà chúng buộc phải nhằm ckém và giảm (hình 2). Một số trong các những TEs này cũng mã hóa các protein khác.

Crúc ý rằng DNA transposon không bao giờ áp dụng RNA trung gian – chúng luôn dịch rời theo cách riêng rẽ, giảm và cyếu bao gồm bản thân từ bỏ hệ gen sử dụng cơ chế được Call là “cut and paste”.


*

TE lớp 2 được khẳng định vày sự xuất hiện của những trình từ bỏ lặp ngược hướng (TIR), khoảng 9 – 40 bp, nằm tại hai đầu (hình 3). trong những phương châm của TIR là để được nhận thấy vì transposase.


*

Hình 3: Cấu trúc của một DNA transposon. DNA transposons được bao phía 2 bên vày TIR. Các trình tự lặp trái hướng này bổ sung cập nhật với nhau. 2013 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. All rights reserved.


Ngoài ra, cả TE lớp 1 cùng 2 hồ hết chứa trình từ bỏ lặp thuộc chiều kẹp 2 bên (hình 3). Các trình từ lặp cùng chiều này chưa phải là 1 trong cỗ phân thực thụ của TE; thay vào đó, chúng có sứ mệnh trong Việc cyếu TE vào DNA. hơn nữa, sau khi một TÉ được giảm, những trình từ bỏ lặp này bị vứt lại như là “đầy đủ lốt chân”. Thông thường, phần đa dấu chân này làm cho thay đổi bộc lộ gen bao gồm cả sau khoản thời gian nhân tố chuyên chở đang dịch chuyển cho địa điểm không giống vào hệ gene.

Dưới 2% hệ ren được làm cho vì TE đội 2. Vấn đề này Tức là đa số trong các các nhân tố vận động trực thuộc về TEs lớp không giống – retrotransposons (Kazazian & Moran, 1998).

Retrotransposons

Không nhỏng những nhân tố lớp 2, những nguyên tố lớp 1 – tức retrotransposons – di chuyển thông qua hoạt động của RNA trung gian.

Nói biện pháp không giống, TEs lớp 1 ko mã hóa transposase; cố gắng vào đó, bọn chúng tạo thành các bạn dạng phiên mã RNA và kế tiếp phụ thuộc enzyme reverse transcriptase để phiên mã ngược trình tự RNA thành DNA, rồi từ DNA new cnhát vào địa chỉ đích.

Có nhì loại bao gồm trong TE lớp 1: LTR retrotransposons, gồm một đặc trưng là sự việc xuất hiện của trình từ lặp dài làm việc hai đầu (LTRs) ; và non-LTR TEs không tồn tại trình từ lặp.

Cả LINE1 (tuyệt L1) và Alu là những họ non-LTR TEs. Yếu tố L1 nhiều năm mức độ vừa phải khoảng chừng 6 kb. Ngược lại, yếu tố Alu thường xuyên chỉ cất mấy trăm nucleotide, chính vì như thế bọn chúng được xem như là nhân tố di chuyển rải rác rưởi ngắn, giỏi short interspersed transposable element, xuất xắc SINE.

Alu đặc biệt quan trọng hết sức đa dạng, vó xuất phát tự linh trưởng cùng trong thời gian tươn đối ngắn thêm nhân lên số lượng thành 1 triệu phiên bản sao trong mỗi tế bào bạn.

L1 cũng phổ biến trong hệ gen bạn, tuy vậy không xuất hiện các bạn dạng sao như Alu, size béo của nó tất cả nghĩa rằng yếu tố này làm cho khoảng chừng 15%–17% trình từ bỏ hệ ren (Kazazian & Moran, 1998; Slotkin & Martienssen, 2007).

Tại tín đồ, những non-LTR TEs này là nhóm transposon duy nhất còn vận động ; LTR retrotransposons với DNA transposons chỉ còn là đều di tích truyền thống với không còn kĩ năng di chuyển nữa.

Transposons từ quản lí với không tự quản

Cả TEs lớp 1 hay lớp 2 đều rất có thể là từ quản hoặc ko.

TEs từ cai quản hoàn toàn có thể trường đoản cú dịch rời, trong lúc các yếu tố ko tự cai quản đề nghị nên sự xuất hiện của các TEs khác nhằm dịch rời.

Đây là vì những nhân tố không trường đoản cú quản lí thiếu thốn những gene mang đến transposase cùng reverse transcriptase vốn cần thiết đến quy trình gửi vị. lấy ví dụ ở nhân sơ, nhân tố Ac là tự quản ngại bởi vì chúng có thể từ dịch chuyển, trong những khi yếu tố Ds là không tự quản lí do phải chịu ràng buộc vào sự xuất hiện của Ac.

Gen khiêu vũ làm gì (không tính bài toán “nhảy”)?

Thực tế rằng sát một phần hai hệ gene người tạo cho vị TEs, với 1 tỉ trọng đáng chú ý bọn chúng là L1 và Alu, cầm new nở rộ một câu hỏi quan trọng : tất cả các gen nhảy này làm cái gi, ngoại trừ câu hỏi nhảy nhót ?

Một transposon có tác dụng điều gì phần nhiều nhờ vào vào vị trí nó gửi mang lại.

Xem thêm: 8 Câu Chúc Ngon Miệng Tiếng Anh Là Gì, Nằm Lòng Những Câu Chúc Ngon Miệng Bằng Tiếng Anh

Nếu nó “hạ cánh” xuống một ren thì có thể gây nên bỗng dưng trở nên, nhỏng đã có được vạc hiện tại khi ckém L1 vào ren mã hóa nguyên tố VIII tạo bệnh dịch tiết không đông (Kazazian et al., 1988).

Tương từ như thế, một vài năm tiếp theo, những bên phân tích thấy L1 trong ren APC ngơi nghỉ các tế bào ung thư dạ dày cơ mà ko thấy ở ren APC của không ít tế bào trẻ trung và tràn đầy năng lượng bên trên cùng một người bệnh. Như vậy chứng thực rằng L1 đưa vị vào tế bào trúc, và rằng yếu tố này rất có thể mang một mục đích khởi xướng của những căn bệnh (Miki et al., 1992).

Transposons câm

Trái ngược cùng với L1, đa phần TEs có vẻ như câm im – có thể nói, những nhân tố này không tạo nên tác động ảnh hưởng hình trạng hình làm sao, cũng giống như ko vậ rượu cồn vào hệ gene. Ít độc nhất vô nhị đó cũng là cách nhìn ưng ý vào giới kỹ thuật.

Một số TEs câm yên ổn bị bất hoạt vì chưng chúng bao gồm bất chợt biến hóa tác động đến tài năng dịch rời của chúng ; một trong những khác trọn vẹn ngulặng vẹn cùng có tác dụng di chuyển nhưng bị duy trì bất hoạt vì các lý lẽ di truyền ngoại ren như thể methyl hóa ADoanh Nghiệp, tái cấu trúc chromatin và miRNAs.

Trong tái cấu trúc DNA ví dụ điển hình, sự chuyển đổi hóa học so với những protein dính chromatin làm cho chromatin trlàm việc cần bị thắt lại sinh hoạt một vài vùng của hệ gene, những ren cùng cả các TEs vào vùng kia bị bất hoạt vì chưng những enzyme phiên mã đơn giản và dễ dàng là tất yêu tiếp cận promotor gene được.

Một ví dụ không giống về transposon câm im liên quan đến thực đồ vật, sinh sống chi Arabidopsis.

Các bên nghiên cứu và phân tích triệu tập đến những thực thiết bị này vạc hiện nay rộng đôi mươi trình từ bỏ transposon đột nhiên biến chuyển khác nhau (trong đó có một các loại được phân phát bên trên ngô).

Ở các cây giao diện ngu, những trình trường đoản cú này bị methyl hóa, hoặc bị câm lặng. Tuy nhiên, làm việc các cây mà bị khuyết tận về một tuyệt vài ba gen tham gia quá trình methyl hóa, các transposon đã có được phiên mã.

mà hơn nữa, một số trong những đẳng cấp hình bỗng dưng đổi thay đã có tò mò trong những cây bị khuyết tật quá trình methyl hóa, và những dạng hình hình này có tương quan tới sự cyếu transposon (Miura et al., 2001).

Dựa vào đều nghiên cứu và phân tích những điều đó, các đơn vị khoa học biết rằng một trong những TEs bị giữ lại câm yên ổn bằng bề ngoài ngoại gen ; tuy nhiên, trong số những năm vừa mới đây các đơn vị nghiên cứu bước đầu từ hỏi liệu chính TEs cũng có vai trò vào quy trình bất hoạt bởi nước ngoài ren.

Thụ vị là, chính Barbara McClintoông xã là fan thứ nhất đề suất rằng TEs hoàn toàn có thể có nhiều loại sứ mệnh điều hòa này (McClintoông chồng, 1951). Cũng đề nghị mất hàng thập kỷ cho các nhà khoa học tích lũy bằng chứng nhằm chăm chú rằng dường như tư duy của McClintochồng là đúng.

Transposons rất có thể mã hóa siRNA nhằm điều hòa thiết yếu quá trình làm câm lặng chúng

Bởi bởi vì sự gửi vị của transposon rất có thể mang ý nghĩa tiêu hủy, không có gì quá bất ngờ Khi phần nhiều trình từ bỏ transposon sống hệ ren fan là im re, vì vậy được cho phép hệ gene này vẫn sống thọ tương đối bất biến, bất cứ tỉ lệ của TEs là cố nào.

Thực tế, các công ty phân tích cho là 17% hệ ren người được mã hóa vày các trình từ liên quan mang đến L1, chỉ ở mức 100 Lmột là vẫn còn đấy hoạt động mà thôi.

mà hơn nữa, các công ty kỹ thuật nhắc nhở rằng đề cập cả những TEs chuyển động rất ít còn sót lại này sự khắc chế cấp thiết nhảy theo rất nhiều cách dù rằng gồm vượt qua sự bất hoạt nước ngoài ren.

lấy một ví dụ, sống tế bào bạn, small interfering RNAs (siRNAs), còn được gọi là RNAi rất có thể ngnạp năng lượng cản sự gửi vị.

RNAi là 1 trong cơ chế ra mắt tự nhiên và thoải mái nhưng mà sinh đồ vật nhân thực thường xuyên dùng làm điều hòa bộc lộ gen.

Điều tạo thú vị vào tính huống này là siRNA can thiệp vào hoạt tính của L1 là có bắt đầu trường đoản cú trình trường đoản cú 5’UTR của LTR của L1. Cụ thể, 5’UTR của L1 mang 1 promotor thuận nghĩa cho các ren của L1, cũng giống như một promotor đối nghĩa mã hóa ra RNA đối nghĩa.

Yang với Kazazian (2006) đang xác minh rằng điều này tạo ra các trình từ bỏ tương đồng hoàn toàn có thể lai cùng nhau, vì vậy hiện ra phân tử RNA mạch knghiền – đáp ứng như là 1 trong cơ hóa học cho RNAi.

Hơn nữa, Khi các bên nghiên cứu và phân tích khắc chế hình thức làm cho câm bằng siRNA kia, chúng ta thấy một sự tăng thành phầm phiên mã L1, gợi ra rằng sự phiên mã yếu tố L1 thực tế bị ức chế bằng siRNA.

Transposon chưa hẳn luôn luôn phá hoại

Không nên tất cả sự dancing vị trí của transopson mọi tạo ra các tác động ảnh hưởng vô ích.

Thực tế những transposon hoàn toàn có thể vận hành quy trình tiến hóa hệ gene bằng phương pháp xúc tiến sự đưa vị các trình từ bỏ vào hệ gene, sự xáo trộn các exon cũng như sự sửa chữa đứt gãy ADN mạch kép.

Sự cyếu với gửi vị có thể cũng thay đổi các vùng điều hòa gene cùng những mẫu mã hình. Thực tế rằng những nguyên tố vận tải chưa hẳn thời gian nào cũng rất có thể cắt một biện pháp tuyệt vời và hoàn hảo nhất và rất có thể cướp đi một vài trình từ bỏ hệ ren có tác dụng gây nên hiện tượng lạ được Gọi là xáo trộn exon.

Sự đảo lộn exon khiến những exon trước kia không liên quan gì mang lại nhau nay được xếp kề nhau, thường bởi đưa đoạn, chính vì như vậy có tác dụng tạo ra thành phầm ren bắt đầu (Moran et al., 1999).

Xem thêm: " Tự Hào Là Gì, Làm Thế Nào Để Thoát Khỏi Niềm Kiêu Hãnh, Nghĩa Của Từ Tự Hào

Khả năng của các transposon là tăng nhiều mẫu mã DT, cùng với năng lượng của hệ ren trong câu hỏi ức chế gần như là toàn diện hoạt động vui chơi của TEs, mang tới một sự cân đối, để rồi TEs biến đổi 1 phần quan trọng đặc biệt trong tiến hóa cùng điều hòa gen trong toàn bộ những sinch thiết bị có nhiều loại trình trường đoản cú này.

Ttê 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. mobile 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 khổng lồ genetic variation without recognizable traces. Molecular Biology và Evolution 23, 1414–1419 (2006) doi:10.1093/molbev/msl003McLean, Phường. 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 ren 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: Định Nghĩa