트랜스포존의 종류와 특성



그 트랜스 포손 또는 전이 요소는 게놈에서 위치를 바꿀 수있는 DNA 조각입니다. 움직이는 사건을 전이 (transposition)라고하며, 같은 위치에서 다른 위치로, 같은 염색체 내에서, 또는 염색체를 바꿀 수 있습니다. 그것들은 모든 게놈과 상당한 양으로 존재합니다. 그들은 박테리아, 효모, 초파리 옥수수에서.

이 요소는 요소의 전이 메커니즘을 고려하여 두 그룹으로 나뉩니다. 따라서 우리는 RNA 중간체 (리보 핵산)를 사용하는 레트로 트랜스포존을 가지고 있으며, 두 번째 그룹은 DNA 중간체를 사용합니다. 이 마지막 그룹은 트랜스 포손입니다 감각 스트리코.

보다 최근의 상세한 분류는 요소의 일반적인 구조, 유사한 모티프의 존재, DNA와 아미노산의 동일성 및 유사성을 사용합니다. 이러한 방식으로, 하위 클래스, 수퍼 패밀리, 패밀리 및 하위 구성 요소가 정의됩니다..

색인

  • 1 역사적인 관점
  • 2 일반적인 특성
    • 2.1 풍요
  • 3 가지 유형의 트랜스포존
    • 3.1 클래스 1의 요소
    • 3.2 클래스 2의 요소
  • 4 전치가 호스트에 미치는 영향?
    • 4.1 유전 효과
  • 5 전치 요소의 기능
    • 5.1 게놈 진화의 역할
    • 5.2 예제
  • 6 참고 문헌

역사적인 관점

옥수수에서 수행 된 연구 덕분에 (Zea mays) 1940 년대 중반 Barbara McClintock은 각 유전자가 특정 염색체에서 고정 된 위치를 지니고 있으며 게놈에 고정되어 있다는 전통적인 관점을 수정할 수있었습니다.

이 실험은 특정 요소가 한 염색체에서 다른 염색체로 위치를 바꿀 수있는 능력을 가지고 있음을 분명히했습니다.

원래, McClintock은 그들이 삽입 된 유전자의 발현을 조절했기 때문에 "조절 요소"라는 용어를 만들었습니다. 그런 다음이 요소들을 점핑 유전자, 이동 유전자, 이동 유전 요소 및 트랜스포존이라고 부릅니다.

오랜 세월 동안이 현상은 모든 생물 학자들에 의해 받아 들여지지 않았고 회의적인 반응을 보였다. 요즘에는 모바일 요소가 완전히 허용됩니다..

역사적으로 트랜스포존은 "이기적인"DNA의 일부로 여겨졌다. 80 년대 이후 구조적 및 기능적 관점에서 게놈에서 트랜스 포손의 상호 작용 및 영향을 확인하는 것이 가능했기 때문에이 관점이 바뀌기 시작했습니다.

이러한 이유로, 요소의 이동성이 특정 경우에 해로울 수 있지만 "유용한 기생충"과 유사한 유기체 집단에 유리할 수 있습니다..

일반적인 특성

트랜스포존은 게놈 ( "숙주"게놈) 내에서 움직일 수있는 능력을 가진 DNA의 분리 된 단편으로 일반적으로 동원 과정에서 복제물을 생성합니다. Transposons의 이해, 그 특성 및 게놈에서의 역할은 수년에 걸쳐 변했습니다.

일부 저자는 "전이 요소"가 다른 특성을 가진 일련의 유전자를 지정하는 포괄적 인 용어라고 생각합니다. 이들 중 대부분은 전치를 위해 필요한 순서 만 가지고있다..

모두가 게놈을 통과 할 수 있다는 특징을 공유하지만 일부는 원래 위치에 자신의 사본을 남겨두고 게놈에서 전이 요소의 증가를 유도합니다..

풍요

다른 유기체 (미생물, 식물, 동물 등)의 배열은 전이 가능한 요소가 사실상 모든 생명체에 존재한다는 것을 보여주었습니다.

트랜스포존은 풍부합니다. 척추 동물의 게놈에서는 생물체의 모든 유전 물질의 4 ~ 60 %를 차지하며 양서류와 특정 어류 그룹에서는 트랜스포존이 매우 다양합니다. 트랜스포존이이 식물의 게놈의 80 % 이상을 차지하는 옥수수와 같은 극단적 인 경우가 있습니다.

인간에서 전이 요소는 게놈에서 가장 풍부한 성분으로 간주되며 거의 50 %가 풍부합니다. 그들의 놀랄만 한 풍부 함에도 불구하고 유전 적 수준에서 그들이하는 역할은 완전히 밝혀지지 않았다..

이 비교 그림을 만들기 위해 코딩 DNA 서열을 고려해 봅시다. 이것들은 마지막으로 단백질로 번역되는 전령 RNA로 전사됩니다. 영장류에서 코딩 DNA는 게놈의 2 %만을 차지합니다.

트랜스포존의 종류

일반적으로, 전이 요소는 게놈에 동원되는 방식에 따라 분류됩니다. 이 방법으로 두 가지 카테고리가 있습니다 : 클래스 1의 요소와 클래스 2의 요소.

클래스 1의 요소

게놈의 DNA 요소가 RNA 복사본으로 전사되기 때문에 RNA 요소라고도합니다. 그런 다음, RNA 사본은 숙주 게놈의 표적 부위에 삽입 된 다른 DNA로 다시 변환됩니다.

그들은 RNA에서 DNA에 이르는 유전 정보의 역류에 의해 운동이 이루어지기 때문에 retro element로 알려져있다..

게놈에서 이러한 유형의 요소의 수는 막대합니다. 예를 들어, 시퀀스 알루 인간 게놈에서.

전위는 복제 형이다. 즉, 서열은 현상 후에도 그대로 남아있다..

클래스 2의 요소

클래스 2의 요소는 DNA 요소로 알려져 있습니다. 이 카테고리에서는 중개자가 필요없이 한 곳에서 다른 곳으로 스스로 이동하는 트랜스포존이옵니다..

전치는 클래스 I의 요소의 경우와 같이 복제 유형이 될 수 있습니다. 또는 보수적 일 수 있습니다. 즉, 요소가 이벤트에서 분리되어 전환 할 수있는 요소의 수가 증가하지 않습니다. Barbara McClintock이 발견 한 항목은 클래스 2에 속합니다..

전치가 호스트에 미치는 영향?

앞서 언급했듯이, 트랜스 포손은 동일한 염색체 내에서 움직이거나 다른 곳으로 이동할 수있는 요소입니다. 그러나 우리는 적당 전치 이벤트로 인한 개인의 이것은 본질적으로 요소가 바뀌는 영역에 달려 있습니다..

따라서, 동원은 유전자를 불활 화하거나 유전자 발현을 조절하거나 불법 재조합을 유도함으로써 숙주에 긍정적 또는 부정적으로 영향을 줄 수있다.

만약 적당 이 사실은 트랜스포존에 영향을 미친다. 왜냐하면 유기체의 생존은 그것의 영속을 위해 중요하기 때문이다.

이러한 이유로, 숙주와 트랜스 포손에서 전환의 부작용을 줄이고 균형을 이루는 데 도움이되는 특정 전략이 확인되었습니다.

예를 들어, 일부 트랜스 포손은 게놈에 필수적이지 않은 영역에 삽입되어야합니다. 따라서, 이질 염색질 영역 에서처럼 시리즈 영향은 아마도 최소한이다..

숙주 측의 전략에는 전이 요소의 발현을 감소시키는 DNA 메틸화가 포함됩니다. 또한, 일부 간섭 RNA는이 연구에 기여할 수있다.

유전 효과

전이는 두 가지 근본적인 유전 효과를 일으킨다. 첫째, 그들은 돌연변이를 일으킨다. 예를 들어, 마우스의 모든 유전 적 돌연변이의 10 %는 retroelements의 전이 결과이며, 그 대부분은 코딩 또는 규제 지역입니다.

두 번째로, 트랜스 포손은 불법적 인 재조합의 사건을 촉진시켜 유전자 또는 전체 염색체의 재구성을 초래하며, 일반적으로 유전자 물질의 결실을 수반한다. 유전 적 백혈병과 같은 인간의 유전 질환의 0.3 %가 이런 방식으로 발생했다고 추정됩니다.

감소의 적당 해로운 돌연변이로 인해 숙주가 변이 된 것은 전이성 요소가 이미 존재하지 않는 주된 이유입니다.

전이 요소의 기능

원래 트랜스포존은 기주에 기능이없는 기생충 게놈으로 생각되었습니다. 요즘 게놈 데이터의 유용성 덕분에 가능한 기능과 게놈 진화에서 트랜스 포손의 역할에 더 많은 관심이 기울여졌습니다..

일부 추정 조절 서열은 전이 요소로부터 유래되었으며 몇몇 진화론 적 신물질을 책임지는 것은 물론 몇몇 척추 계통에서 보존되어왔다.

게놈 진화의 역할

최근의 연구에 따르면 트랜스포존은 유기체 존재의 게놈의 구조와 진화에 중요한 영향을 미쳤습니다.

작은 규모에서, 트랜스 포손은 결실 그룹의 변화를 매개 할 수 있지만, 결실, 복제, 역전, 복제 및 전좌와 같은 게놈 변형의 상당한 구조적 변화와 같은 더 많은 관련 효과를 가질 수도있다.

트랜스 포손은 진핵 생물에서 게놈의 크기와 그 구성을 결정 짓는 매우 중요한 요인으로 간주됩니다. 실제로, 게놈 크기와 전이 요소의 내용 간에는 선형 상관 관계가 있습니다.

예제들

트랜스포존은 또한 적응 적 진화를 유도 할 수 있습니다. 트랜스포존의 기여에 대한 가장 명확한 예는 태반과 포유류의 두뇌에서 비 암호화 요소를 통한 면역계와 전사 조절의 진화이다.

척추 동물의 면역계에서, 많은 수의 항체 각각은 3 개의 서열 (V, D 및 J)을 갖는 유전자에 의해 생성된다. 이 서열은 게놈에서 물리적으로 분리되어 있지만, VDJ 재조합으로 알려진 기작을 통해 면역 반응 중에 함께 나타납니다.

1990 년대 말, 연구자 그룹은 VDJ 결합에 관여하는 단백질이 유전자 RAG1 및 RAG2. 이것들은 인트론이 결핍되어 DNA 표적의 특정 서열의 전이를 일으킬 수있다..

인트론의 부족은 메신저 RNA의 레트로 전이 (retrotransposition)에 의해 유도 된 유전자의 공통적 인 특징이다. 이 연구의 저자들은 유전자의 조상을 포함하는 트랜스포존 덕분에 척추 동물의 면역 체계가 생겼다 고 제안했다 RAG1 및 RAG2.

약 20 만 가지의 삽입이 포유류 계통에 포함되어있는 것으로 추정된다.

참고 문헌

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