Back to chapter

7.15:

Ретротранспозоны без LTR

JoVE Core
Biologia Molecular
This content is Free Access.
JoVE Core Biologia Molecular
Non-LTR Retrotransposons

Idiomas

COMPARTILHAR

Не-LTR ретротранспозоны тип транспозонов первого класса, на который в настоящее время приходится около 17%человеческого генома. В отличие от ретротранспозонов LTR с их характерными длинными концевыми повторами, не-LTR Ретротранспозон получил свое имя из-за отсутствие этих мотивов. не-LTR Ретротранспозоны, в свою очередь, подразделяются на две категории, Длинные Диспергированные Повторы, Или LINE, и короткие Диспергированные Повторы или SINE.Пока LINE являются автономными и могут кодировать белки, критические для их мобилизации, SINE являются неавтономными ретротранспозонами, и требуют белки кодированные другими элементами для их мобилизации. Например, элементы L1, Тип LINE ретротранспозонов и одним из немногих автономных транспозонов, активных в организме человека, элемены приблизительно 6 КБ длиной, содержащие две открытых рамки для чтения. ORF1 кодирует белок с привязкой РНК и активными шаперонами.ORF2 кодирует белок с доменами обратной транскриптазы и эндонуклеазы. Оба этих белка крайне важны для мобилизации Элемента L1.Внутри ядра, РНК-полимераза 2 сначала транскрибирует Элемент L1 в РНК L1, который затем полиаденилирован и транспортирован в цитоплазму, чтобы быть переведённым в белки ORF1 и ORF2. Затем оба этих белка ассоциируются с РНК L1 чтобы сформировать Рибонуклеопротеин L1, или RNP.L1 RNP импортируется обратно в ядро, где он использует свою эндонуклеазу, чтобы сделать зазубрины в шахматном порядке на целевом сайте, богатом АТ.Обратная транскриптаза затем использует свободный конец 3-праймера одной из цепей ДНК в качестве праймера для обратной транскрипции РНК L1.Этот процесс называется обратная транскрипция, примированная целевым сайтом. РНК L1 затем переваривается, пока клеточная ДНК-полимераза не начнёт расширение конца 3 прайм ОН Комплементарной цепочки ДНК с помощью новой синтезированной цепочки ДНК в качестве шаблона. Наконец, концы заново синтезированного элемента L1 герметизируются ферментами хозяина, в результате чего целевой сайт будет продублирован.В отличие от LINE, SINE содержат только от 100 до 400 пар оснований, и не могут кодировать белки, которые требуются для их транспозиции. Однако большинство элементов SINE содержат структурные элементы, например, последовательность на конце 3’богатую АТ, которая при транскрипции позволяет им быть узнаными белками, которые кодируют LINE. Это облегчаетих интеграцию в геном через тот же разрез и процесс копирования в качестве элементов LINE.

7.15:

Ретротранспозоны без LTR

Как следует из названия, ретротранспозоны без LTR не имеют длинных концевых повторов, характерных для LTR-ретротранспозонов. Также LTR-ретротранспозоны и ретротранспозоны, несодержащие LTR, используют разные механизмы мобилизации. Ретротранспозоны без LTR делятся на два класса: длинные диспергированные ядерные элементы (LINE) и короткие диспергированные ядерные элементы (SINE), оба из которых в изобилии встречаются у большинства млекопитающих, включая человека. Некоторые из активных ретротранспозонов без LTR у человека – это элементы L1 (LINE) и Alu-элементы (SINE).

Транспозиция обычно происходит случайно, что означает, что место, куда вставляется транспозон, является произвольным. Транспозоны, которые случайным образом вставляются в гены, могут мешать экспрессии генов и вызывать генетические дисфункции. Классическим примером является вставка ретротранспозона L1 в ген фактора VIII, вызывающая гемофилию. Интеграция L1 в ген-супрессор опухоли Adenomatous polyposis coli (APC) также была обнаружена у пациентов с раком толстой кишки. SINE элемент Alu вызывает хромосомные аберрации, а также связан с врожденными дефектами, такими как нейрофиброматоз.

Клеточный механизм репрессии ретротранспозонов включает химические модификации, такие как метилирование элементов LINE или образование усеченных ретротранспозонов. Подавляющее большинство элементов LINE и SINE в геноме человека усечены на 5’-конце из-за ошибочной обратной транскрипции. Такие ретротранспозоны обычно молчащие, то есть они не влияют на экспрессию генов после вставки.

Наличие ретротранспозонов в раковых клетках было использовано для разработки ретротранспозонов, таких как L1, в качестве биомаркеров рака. Было замечено, что метилирование L1 значительно снижается в раковых клетках. Этот тип гипометилирования приводит к нестабильности генома. Уровни гипометилированного L1 были исследованы как биомаркеры злокачественных новообразований, таких как рак груди, толстой кишки и кожи.

Leitura Sugerida

  1. 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.
  2. 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.
  3. Kazazian, Haig H., and John V. Moran. "The impact of L1 retrotransposons on the human genome." Nature genetics 19, no. 1 (1998): 19.