Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Мобильные генетические элементы эукариот




МГЭ эукариот составляют около 10 – 30 % генома. Они рассеяны по геному, но иногда могут концентрироваться в определенных участках хромосомы. МГЭ перемещаются как внутри хромосомы, так и между ними. При этом транспозиции МГЭ происходят очень

редко, одно перемещение часто приходится на многие тысячи особей. МГЭ ответственны за ряд генетических явлений. У эукариот различают несколько классов МГЭ: транспозоны, ретропозоны, ретротранспозоны.

Транспозоны

Транспозоны эукариот сходны по организации с МГЭ прокариот. Они с флангов ограничены инвертированными повторами, необходимыми для их транспозиции. Наиболее хорошо изученные транспозоны эукариот – Р-элемент дрозофилы и Ас-элемент кукурузы Они представлены в геномах в 30 – 50 копиях, содержат ген транспозазы. Этот ген имеет прерывистое строение – состоит из экзонов и интронов. РНК, считанная с него, подвергается сплайсингу. Сплайсированная иРНК служит матрицей для синтеза транспозазы – белка, обеспечивающего перемещение элементов из одного участка генома в другой. При интеграции транспозонов в новый участок ДНК происходит дупликация сайта-мишени. Р-элемент при транспозиции обычно встраивается в определенный сайт с канонической последовательностью: ГГЦЦАГАС.

Ретротранспозоны с длинными концевыми повторами (ДКП)

Ретранспозоны с ДКП состоят из центральной части, называемой «тело», и имеющей размер 5000 – 8000 п.н. На их флангах располагаются прямые ДКН, состоящие обычно из 300 – 400 п.н. В составе ДКП содержатся участки, ответственные за инициацию транскрипции и полиаденилирование. Ограничивают ретротранспозон короткие прямые повторы, возникшие в результате дупликации сайта-мишени при его встраивании. Число копий ретротранспозонов, принадлежащих к одному семейству, в геноме варьирует от

нескольких до сотен тысяч.

Ретротранспозоны без ДКП

Данный тип МГЭ на флангах не содержит ДКП, в связи с этим они и получили свое название – ретротранспозоны без ДКП. В их перемещении участвуют ферменты обратная транскриптаза и интеграза. В связи с этим не трудно догадаться, что механизм перемещения ретротранспозонов без ДКП включает обратную транскрипцию. На начальном этапе транспозиции происходит транскрипция ретротранспозона. Образовавшаяся РНК служит матрицей для синтеза белков, участвующих в перемещении ретротранспозона без ДКП. В тоже время РНК-копия ретротранспозона, связываясь в

области разрыва ДНК с одной из ее цепей, выступает в качестве матрицы для синтеза комплементарной цепи ДНК при участии обратной транскриптазы. После завершения синтеза этой цепи ДНК РНК удаляется и достраивается вторая цепь ДНК.

Ретропозоны

Ретропозоны представляют собой интегрированные в геном ДНК-копии, синтезированные на различных РНК. Они ограничены короткими прямыми повторами. Существование ретропозонов свидетельствует о том, что возможен поток информации от РНК к ДНК.

Ретропозоны широко распространены среди эукариот. Они обнаружены в геномах млекопитающих, птиц, амфибий, насекомых. У млекопитающих ретропозоны составляют более 10 % от всей ДНК. Некоторые ретропозоны являются псевдогенами. Последние в

отличии от нормальных генов не экспрессируются с образованием функционально активного продукта.

Мини-транспозоны

Для переноса генов особенно удобны мини-Ми фаги (Resibois et al., 1981). Так называют фаги Ми, у которых после операций in vivo (или in vitro) утрачиваются литические функции, но сохраняются, по крайней мере, концы ДНК и ген А (например, Ми18Л). Без фага-помощника мини-Mu фаги могут интегрироваться в бактериальную хромосому, образовывать делеций и вызывать слияние репликонов. Если же у мини-Mu фага сохраняются и другие ранние функции, как, например, у МиА26, он, кроме того, способен осуществлять перенос бактериальных фрагментов. Мини-Mu фаг Ми40, утративший все существенные гены, переносит гены только в присутствии фага-помощника. Крут возможностей мини-Ми фагов существенно расширился после введения в них различных репликаторов, маркеров антибио-тикоустойчивости и генов-репортеров (Groisman, Casadaban, 1986). Это позволило не только извлекать гены из хромосомы и переносить их, но также проводить их анализ и мультипликацию (клонирование).

Мини-Mu фаги отличаются целым рядом преимуществ перед другими транспозонами в плане осуществления геномных перестроек и клонирования ДНК in vivo:

1) у них высока частота транспозиции;

2) нет специфичности к сайтам интеграции;

3) достаточно широк круг хозяев;

4) ими можно управлять с помощью термочувствительного репрессора (продукт гена с);

5) мини-Ми ДНК упаковывается in vivo в фаговые головки, поэтому ее можно переносить в другие клетки путем их инфекции.

Фаги Ми и мннн-Ми могут трансдуцировать бактериальные гены благодаря тому, что на концах их ДНК (в основном на правом конце, где локализуется ген S) имеются вариабельные по длине и нуклеотидным последовательностям участки бактериальной ДНК. На 5-концах эти участки достигают 1—2 т.п.н. Их размер определяется разностью между емкостью фаговой головки (38 т.п.н.) и длиной Ми ДНК (37 т.п.н.). Здесь может располагаться целый бактериальный ген, который фаг Ми способен переносить и который с частотой 10~9—10~7 может встроиться в бактериальную хромосому за счет RecA-зависимой рекомбинации. Фаг мини-Mu осуществляет ту же трансдукцню с частотой на два порядка выше, так как из-за небольшого размера его ДНК (несколько тысяч пар нуклеотидов) длина участка бактериальной ДНК на ^-концах может достигать 30 т.п.н.

При репликации ДНК мини-Ми фагов некоторые фрагменты бактериальной ДНК размером до 25—30 т.п.н. могут оказаться между двумя мини-Mu ДНК, находящимися в одной ориентации. Такие структуры ведут себя как транспозоны. После упаковки в фаговые головки и последующей инъекции в клетки они способны интегрироваться в случайные места клеточной хромосомы. Этот способ RecA-независимой трансдукции получил название мини-мюдукции. Мини-мюдукцию используют, например, для переноса и интеграции методами in vivo чужеродных генов, когда RecA-зави-симая рекомбинация неприменима. Частота мини-мюдукции низка, поэтому используют мини-Mu фаги с селективным маркером. Например, в мини-Mu фаг Ми 1&4 был введен гены а, позволяющий отбирать мини-мюдуктанты по их устойчивости к ампициллину.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-24; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 3251 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2357 - | 2221 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.