Chapter 7: DNA Repair and Recombination

Back to chapter

7.15:

القافزات الارتدادية لغير المتكررات الطويلة الطرفية

JoVE Core
Biologia Molecular

This content is Free Access.

JoVE Core Biologia Molecular

Non-LTR Retrotransposons

Vídeo Anterior
7.14: LTR Retrotransposons

Próximo Vídeo
7.16: Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation

Idiomas

COMPARTILHAR

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

ريتروترانسبوزون ذات المتكررات الطرفية الطويلة هى نوع من الوحدات المتنقلة من الدرجة الأولى التي تمثل حاليًا ما يقرب من 17٪من جينوم البشر. خلافا لل تى آر ريتروترانسبوزون مع خصائصها ذات المتكررات الطرفية الطويلة, 00:00:17.700 00:00:21.660 ريتروترانسبوزون ذات المتكررات الطرفية الغير طويلة حصلت على تسميتها من عدم وجود هذا الشكل المتكرر. ريتروترانسبوزون ذات المتكررات الطرفية الغير طويلة نفسها منقسمة إلى فئتين عناصر نووية منتشرة طويلة أو إل آى إن إيز وعناصر نووية منتشرة قصيرة أو إس آى إن إيز.بينما إل آى إن إيز مستقلة ويمكنها تشفير البروتينات 00:00:41.590 00:00:43.920 الضرورية لحركتهم إس آى إن إيز غير مستقلة, 00:00:47.250 00:00:50.490 وتتطلب بروتينات مشفرة بواسطة عناصر أخرى لحركتهم على سبيل المثال عناصر إل 1 نوع من إل آى إن إيز ريتروترانسبوزونس وواحد من قلة مستقلة نشطة في البشر تكون تقريبا طولها حوالي ستة كيلو باز من العناصر تحتوي على 00:01:06.220 00:01:08.760 اثنين من إطارات القراءة المفتوحة. أوه آر إف 1 يشفر لبروتين به نشاطات ربط حمض ريبى وشابرون. أوه آر إف 2 يشفر لبروتين به نطاقات انزيم النسخ العكسي والاندونيكلياز.00:01:20.740 00:01:24.040 كلا هذين البروتينين ضروريان لحركة عنصر إل 1 داخل النواة دى إن أيه بوليميراز 2 ينسخ أولا العنصر إل 1 الى أل 1 آر إن إيه والذي بعد ذلك يتعدد الأدينيلات وينتقل إلى السيتوبلازم ليتم ترجمته إلى بروتينات أوه آر إف 2 و أوه آر إف 2 كلا هذين البروتينين بعد ذلك يرتبطا ب إل 1 آر إن أيه ليكونا الريبونوكليوبروتين إل 1 أو آرإن بى يتم إرجاع أل1 آر إن بى ف إلى النواة حيث 00:01:57.810 00:02:00.240 تستخدم نشاطها الاندونوكلياز لجعل الثغرات متعاقبة في موقع الهدف الغنى بأيه تى ريفيرس ترانسكبتاز بعد ذلك يستخدم الطرف 3 الغير محكم من أحد أشرطة الدى إن أيه كبادئة للنسخ العكسي لإل 1 آر إن أيه هذه العملية تسمى النسخ العكسي لبادئة موقع الهدف ثم يتم هضم إل 1 آر إن إيه بينما دى إن أيه بوليميراز الخلوى يبدأ بمد النهاية هيدروكسيل 3’لشريط ال دى إن إيه التكميلي مستخدما دى إن إيه المخلق حديثا كقالب. 00:02:35.230 00:02:39.160 أخيرًا نهايات العنصر المخلق حديثا إل1 يتم غلقها بواسطة الإنزيمات المضيفة مما أدى إلى إزدواجية موقع الهدف على عكس إل آى إن إيز أس آى إن أيز حوالى 100 إلى 400 أزواج قاعدة 00:02:49.840 00:02:53.410 فى الطول ولا يمكنها تشفير البروتينات اللازمة لنقلها ومع ذلك فإن معظم عناصر إس آى إن إيه تحتوي على ميزات هيكلية 00:02:59.710 00:03:02.800 مثل التسلسل الغنى ب أيه تى فى الطرف 3 الذى عند النسخ يمكن التعرف عليهم بواسطة بروتينات إل آى إن إيه المشفرة هذا يسهل اندماجهم في الجينوم عبر نفس الثغرة و عملية النسخ كعناصر إل آى إن إيه.

7.15:

القافزات الارتدادية لغير المتكررات الطويلة الطرفية

كما يوحي الاسم، تفتقر الينقولات العكسية غير LTR إلى التكرارات الطرفية الطويلة التي تتميز بها الينقولات العكسية LTR. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم كل من الينقولات العكسية LTR و غير-LTR آليات تعبئة متميزة. وتنقسم الينقولات الرجعية غير LTR إلى فئتين – العناصر النووية الطويلة المتناثرة (LINEs) والعناصر النووية القصيرة المتناثرة (SINEs) ، وكلاهما يحدث بكثرة في معظم الثدييات بما في ذلك البشر. بعض العناصر النشطة غير الناقلة لـ LTR في البشر هي عناصر L1 (LINE) وعناصر Alu (SINE) ).

عادةً ما يكون التحويل حدثاً عرضياً، مما يعني أن الموقع الذي يتم فيه إدراج العنصر القابل للنقل يكون عشوائياً. يمكن أن تتداخل الينقولات التي يتم إدخالها عشوائياً في الجينات مع التعبير الجيني وتسبب اختلالات جينية. والمثال الكلاسيكي على ذلك هو إدخال اللينقلب العكسي L1 في جين العامل الثامن الذي يسبب الهيموفيليا. تم العثور أيضاً على تكامل L1 في الجين الكابت للورم Adenomatous polyposis coli (APC) في مرضى سرطان القولون. يتسبب عنصر SINE Alu في حدوث انحرافات صبغية وقد تم ربطه أيضاً بعيوب خلقية مثل الورم العصبي الليفي.

تتضمن الآلية الخلوية لتثبيط الينقولات العكسية تعديلات كيميائية مثل مثيلة عناصر LINE أو إنتاج الينقولات العكسية المقطوعة. يتم اقتطاع الغالبية العظمى من عناصر LINE و SINE في الجينوم البشري عند النهاية 5’ بسبب النسخ العكسي الخاطئ. عادة ما تكون الينقولات العكسية صامتة، مما يعني أنها لا تؤثر على التعبير الجيني بعد الإدراج.

تم استغلال حدوث الينقولات العكسية في الخلايا السرطانية لتطوير الينقولات العكسية مثل L1، كمؤشرات حيوية للسرطان. لقد لوحظ أن مثيلة L1 تنخفض بشكل كبير في الخلايا السرطانية. هذا النوع من الميثيل يؤدي إلى عدم الاستقرار الجيني. تم فحص مستويات L1 ما تحت المثيلة كمؤشرات حيوية للأورام الخبيثة مثل سرطان الثدي والقولون والجلد.

Leitura Sugerida

Ardeljan, Daniel, Martin S. Taylor, David T. Ting, and Kathleen H. Burns. "The human long interspersed element-1 retrotransposon: an emerging biomarker of neoplasia." Clinical chemistry 63, no. 4 (2017): 816-822.
Sigalotti, Luca, Elisabetta Fratta, Ettore Bidoli, Alessia Covre, Giulia Parisi, Francesca Colizzi, Sandra Coral, Samuele Massarut, John M. Kirkwood, and Michele Maio. "Methylation levels of the" long interspersed nucleotide element-1" repetitive sequences predict survival of melanoma patients." Journal of translational medicine 9, no. 1 (2011): 78.
Kazazian, Haig H., and John V. Moran. "The impact of L1 retrotransposons on the human genome." Nature genetics 19, no. 1 (1998): 19.