Транспозиция и ретропозиция.
Транспозиция определяется как перемещение генетического материала с одной хромосомной позиции на другую. Последовательности ДНК, действительно обладающие способностью изменять свою геномную локализацию, называются мобильными элементами (mobile elements) или транспозиционными элементами (transposable elements). В зависимости от того реплицируется или нет мобильный элемент различают два типа транспозиций. В случае консервативного типа транспозиции элемент перемещается с одного сайта на другой ( рис. 8.1 а ). Что при этом происходит с донорным сайтом пока не ясно. В одной модели предполагается, что концы донорной ДНК не соединены друг с другом и что остающаяся молекула разрушается. Однако, потери донорной ДНК из клеточной линии можно избежать, если клетка содержит дупликат донорной последовательности. В этом случае, хотя одна из копий и разрушается, другая остается и в результате линия будет содержать один элемент в первоначальном ("старом") сайте и другой - в новом ( Berg et al, 1984 ). Другая модель предполагает, что двуцепочечный разрыв репарируется. Такой тип транспозиции характеризуется увеличением числа копий транспозиционного элемента. Некоторые транспозоны используют только один тип транспозиции, другие - как консервативный, так и репликативный способы.
В вышеупомянутых разновидностях носителем генетической информации является ДНК. Однако известно, что перенос может опосредоваться и РНК. При этом типе транспозиции ДНК сначала транскрибируется в РНК, которая выступает в качестве матрицы для синтеза кДНК в процессе обратной транскрипции ( Рис. 8.1в ). Такая разновидность транспозиции называется ретропозицией. В отличие от ДНК-опосредованного переноса ретропозиция всегда является дупликативной.
Когда транспозиционный элемент интегрируется в геном, небольшой участок ДНК в точке встраивания (обычно 4-12 н.п.) дуплицируется ( Рис. 8.1а , Рис. 8.1б , Рис. 8.1в ). Дуплицированные повторы имеют одинаковую ориентацию и называются прямыми повторами. Это своеобразная "визитная карточка" транспозиции и ретропозиции.
Некоторые транспозиционные элементы могут перемещаться в любых клетках, другие высоко-специфичны в проявлении своей активности. Например, P-элемент Drosophila melanogaster обычно мобилен только в половых клетках. Геномная локализация сайтов, в которые встраиваются элементы, также сильно варьирует у различных транспозонов. Некоторые из них демонстрируют крайнюю степень "приверженности" к определенным участкам. Например, элемент IS4 точно встраивается только в одной и той же точке галактозидазного оперона Escherichia coli, и, таким образом, каждая бактерия может содержать только одну копию IS4 ( Klaer et al, 1981 ). Другие, такие как бактериофаг Mu, могут встраиваться случайным образом практически в любую часть генома. Многие транспозоны предпочтительно встраиваются в несколько различных участков. Например, 40% всех элементов Tn10 Escherichia coli находятся в lacZ гене, который составляет крошечную часть генома, тогда как P-элемент имеет сродство к X-хромосоме и встраивается во 5'-фланкирующие последовательности кодирующих участков, а не в сами кодирующие участки. Некоторые транспозиционные элементы проявляют сродство к определенному типу нуклеотидного состава - IS1-элемент встраивается в AT-богатые участки ( Devos et al, 1979 ).
Репрессия транспозонов: механизм, основанный на гомологии
