Транспозоны

Транспозоны - сегменты ДНК, которые контролируют собственную транспозицию (перемещение) из одного сайта ДНК в другой путем вырезания из исходного сайта и внедрения в новый сайт хромосомы или плазмиды. Впервые были открыты в 40-х годах американской ученой Барбарой Мак-Клинток у кукурузы.

Механизм перемещения фрагментов ДНК по геному до конца не выяснен. ДНК переносится ферментом транспозазой. Фермент кодируется последовательностью нуклеотидов в середине транспозона. Он специфически взаимодействует с концевыми инвертированными повторами мобильного элемента и может вырезать его из хромосомы. Вырезание может происходить точно – с восстановлением исходной структуры участка ДНК, и неточно, то есть с делециями и вставками от одного до нескольких нуклеотидов. Это приводит к появлению стабильных мутаций и является одним из механизмов создания новых последовательностей ДНК. Длина их от 2 до 10 тысяч нуклеотидных пар. У высших эукариот на долю транспозонов приходится примерно 10% ДНК клетки.

Выделяют:

- Ретротранспозоны, которые перемещаются по геному путем обратной транскрипции с их РНК

- ДНК-транспозоны, перемещающиеся путем прямого вырезания и вставки с использованием кодируемого транспозонами фермента транспозазы

Перемещение транспозонов способно вызвать дестабилизацию генома, в частности, не менее 80% мутаций и перестроек ДНК яаляются следствием их активности.

Биологический смысл перемещения отдельных сегментов ДНК: прерывание соответствующего гена, что ведет к эволюции; регуляция деятельности генов, так как транспозоны могут нести сигналы для начала считывания генов. В новых областях усиливают или запрещают работу гена. Транспозоны также участвуют в горизонтальном переносе генов.

Поскольку подвижные гены могут перемещаться в пределах генома с одного места на другое, то они могут быть эффективными векторами для передачи рекомбинантной ДНК. Генетическая трансформация с помощью векторов на основе транспозонов была впервые осуществлена на дрозофиле. С помощью транспозируемого элемента Р дрозофиле был передан ген, обуславливающий коричневую окраску глаз.

Преимущества:

перенос генов происходит с высокой частотой

не влечет значительных перестроек интегрируемой ДНК.

можно переносить достаточно большие фрагменты ДНК.