Реферат: Молекулярные основы эволюции дифференцировки развития и старения

- В качестве примера можно привести транспозон ТnЗ (прозрачка 3), который содержит инвертированные концевые повторы длиной 38 п. н., IR-L и IR-R, необходимые для транспозиции.

- Между этими повторами находятся три гена: два из них кодируют транспозиционные белки, третий – β-лактамазу (ген атр, не связан с транспозицией).

- Кроме того, имеется некодирующий участок длиной 170 п.н., содержащий промоторы генов транспозиционных белков, а также специфический участок, называемый res и тоже необходимый для транспозиции.

Сайты-мишени

Это сегменты ДНК, в которые встраиваются Мэ

– Одни транспозирующиеся элементы довольно разборчивы и охотнее встраиваются в короткие геномные сегменты, гомологичные концам самого мобильного элемента.

– Другие менее капризны и не отдают явного предпочтения никаким сайтам-мишеням, хотя наблюдается некоторая тенденция к встраиванию их в АТ-богатые участки.

– Независимо от типа Мэ. его встраивание в новый генетический локус обычно сопровождается дупликацией короткого участка ДНК в в сайте-мишени.

– Эти дуплицированные сегменты затем фланкируют встроившийся элемент.

– Почти обязательная дупликация сайтов-мишеней указывает на то, что при различиях в механизме большинство вставок происходит с образованием в потенциальных сайтах-мишенях смещенных одноцепочечных разрывов, как это показано на рис. 10.1. Сайт-мишень в геноме, содержащий мобильный элемент, условно называют «заполненным», а не содержащий такового – «свободным».

Типы транспозиций:

Для простоты рассмотрим транспозицию из одного генома в другой (например, из плазмиды в бактериальный геном или обратно). Внутримолекулярная транспозиция протекает более сложно.

1. Коинтеграционная или репликативная транспозиция (поскольку происходит полная дупликация элемента.)

- донорный геном, который несет транспозирующийся элемент, сливается с реципиентной молекулой ДНК (прозрачка 4).

- Образовавшийся коинтеграт содержит всю донорную и реципиентную ДНК, а также по одной копии транспозирующегося элемента в местах сочленения этих ДНК.

- Коинтеграция включает разрыв исходных фосфодиэфирных связей и образование новых, дупликацию всего элемента и дупликацию сайта-мишени.

- Коинтеграт может затем разрешаться с образованием двух исходных ДНК, каждая из которых несет копию транспозированного элемента. Для разделения коинтеграа необходимодействие продукта гена tnpR‚ называемого резолвазой (от англ. Resolution – разрешение)‚ которая разрезает коинтеграт на исходные репликаторы.

- При транспозиции путем коинтеграции используется не только информация, закодированная в самом элементе, но и репликативные функции клетки.

2. Простое встраивание или консервативное (или нерепликативным, поскольку дупликации как таковой не происходит)

- Транспозирующийся элемент перемещается в новый геномный локус, при этом никаких других перестроек, кроме дупликации сайта-мишени, не происходит (прозрачка 4).

- Некоторые транспозирующиеся элементы, например ДНК фага Мu, участвуют как в коинтеграции, так и в простом встраивании.

3. Существует еще одна весьма привлекательная модель, согласно которой:

- на основе общей промежуточной структуры осуществляется транспозиция любого из двух типов (рис. 10.9).

- В соответствии с этой моделью может происходить транспозиция ДНК фага Мu и других мобильных элементов.

- На рисунке, иллюстрирующем модель, и ДНК донора, и ДНК реципиента представлены в кольцевой форме, поскольку в экспериментах invitro, поставленных для проверки справедливости данной модели, использовалась кольцевая плазмидная ДНК;

- мобильным элементом в донорной ДНК служила модифицированная ДНК фага Мu. Invivo доноры и реципиенты, например плазмиды и хромосомы Е.соli, также находятся в кольцевой форме.

- Согласно данной модели, транспозиция начинается с образования одноцепочечных разрывов в кольцевых донорной и реципиентной ДНК.

- У донора такие разрывы происходят с обоих З'-концов элемента, у реципиента – в сайте-мишени с образованием 5'-выступов.

- Затем разрезанные концы мобильного элемента соединяются с концами реципиента, и образуется общий промежуточный продукт.