Back to chapter

7.11:

Transpozisyon ve Rekombinasyona Genel Bakış

JoVE Core
Biologia Molecular
This content is Free Access.
JoVE Core Biologia Molecular
Overview of Transposition and Recombination

Idiomas

COMPARTILHAR

Transpozisyon, kromozomal segmentler gibi genetik elemanların, genomdaki bir konumdan diğerine taşındığı özel bir rekombinasyon şeklidir. Bu hareketli elemanlara transpozonlar veya sıçrayan genler denir. Her transpozon, diğer genlere ek olarak, transposaz adlı bir enzim için bir kodlama dizisi ve birbirinin ters tamamlayıcıları olan kısa yan diziler içerir.Üç tür transposizyon vardır. Replikatif olmayan veya konservatif transpozisyon olarak bilinen birinci tipte, transposaz kodlayan gen, bir DNA transpozonunu çevreleyen kısa ve ters çevrilmiş dizileri bölen diamerik enzimi üretir. Daha sonra ters çevrilmiş diziler bir araya gelerek, transposaz aracılığıyla yapılan kesimlerle hedef kromozoma eklenebilen bir DNA halkası oluşturur.Replikatif transpozisyon adı verilen ikinci tipte, transposaz hem transpozon terminallerini hem de hedef DNA’yı ayırır. Daha sonra, transpozonun 3’uçları ve hedef DNA’nın 5’uçları, zincir transferi adı verilen bir adımda kovalent olarak bağlanır. Bu, transpozonun 5’ucunun donör DNA’sına bağlı kaldığı bir ara ürün yaratır.Birleşmemiş uçlar, DNA polimeraz tarafından transpozonu kopyalamak için primer olarak kullanılır. Bu ara maddeye cointegrate denir. Resolvaz adı verilen enzimler, ara ürünü iç bölünme yerinde bölerek, her biri bir transpozon kopyasına sahip olan donör ve hedef DNA’lar üretir.Üçüncü tip transpozisyonda, transpoze edilebilir eleman, ilk olarak retrotranspozon olarak bilinen bir RNA ara ürününe transkribe edilir. RNA, ters transkripsiyonla bir DNA dizisine kopyalanır ve daha sonra bir hedef bölgeye yerleştirilir. Farklı mekanizmalarına rağmen, bu süreçlerin üçü de genomik yapıyı ve potansiyel olarak hedef DNA’nın işlevini değiştirebilir.

7.11:

Transpozisyon ve Rekombinasyona Genel Bakış

Transpozonlar, çeşitli organizmaların genomlarının önemli bir bölümünü oluşturur. Bu nedenle, transpozisyonun, genom boyutlarını değiştirerek ve gen ekspresyon modellerini değiştirerek türleşmede önemli bir evrimsel rol oynadığına inanılmaktadır. Örneğin, bakterilerde transpozisyon antibiyotik direnci kazanmasına neden olabilir. Patojenik bakterilerin genetik havuzu içindeki transposable elementlerin hareketi, antibiyotiğe dirençli genetik elementlerin transferine yardımcı olabilir. Ökaryotlarda, transpozonlar, stres gibi belirli fizyolojik koşullar altında hedef gen ekspresyonunu kontrol ederek düzenleyici roller üstlenebilir. Aslında, genlerin strese yanıt olarak transpozonlar tarafından düzenlenmesi bitkilerde geniş çapta incelenmiştir.

Bitki genomları, transpozisyon çalışması için mükemmel bir model sağlar. Transpozonların keşfi, Barbara McClintock tarafından kırık kromozomlu mısır hücrelerine bakarken yapıldı. Kırık kromozomlardan genetik elementlerin transpozisyonunun mısırda renk çeşitliliğine neden olduğunu keşfetti.

Transpozisyonun zararlı etkileri nedeniyle, transpozonlar nadiren hareket eder. Transpozisyon frekansı, donör ve hedef bölgelerdeki sekans spesifikasyonları ve yapısal motifler ile ilişkilendirilmiştir. Bu düşük aktarım sıklığı, aktarımın sonuçlarını saptamak için genetik seçilimin gerekli olduğunu ima eder. Doğrudan aktarım sıklığına bağlı bu tür bir sonuç, Snapdragon bitkilerinin çiçeklerinde beyaz lekelerin varlığıdır.

Leitura Sugerida

  1. Warren, Ian A., Magali Naville, Domitille Chalopin, Perrine Levin, Chloé Suzanne Berger, Delphine Galiana, and Jean-Nicolas Volff. "Evolutionary impact of transposable elements on genomic diversity and lineage-specific innovation in vertebrates." Chromosome research 23, no. 3 (2015): 505-531.
  2. Kapitonov, Vladimir V., and Jerzy Jurka. "A universal classification of eukaryotic transposable elements implemented in Repbase." Nature Reviews Genetics 9, no. 5 (2008): 411.
  3. McClintock, Barbara. "Mutable loci in maize." Carnegie Inst Wash Year Book 47 (1948): 155-169.