1625913253-370a6a284fd588d5bd80fe1fe3f74362 (840067), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Ретропозоны, в отличие от LTRретротранспозонов, которые будут рассмотрены ниже, не несут на концах длинныхпрямых повторов.Среди ретропозонов выделяют:non-LTR ретротранспозоны и SINE элементы.Non-LTR ретротранспозоны имеют однуили две открытых рамки считывания (ORF) – обязательно присутствиепоследовательности, кодирующей обратную транскриптазу. На 3’ конце элементарасполагается polyA последовательность.
Есть дополнительно кодируемыеферментативные домены –эндонуклеазы и рибонуклеаза H.SINE элементы не несутпоследовательностей, кодирующих какой-либо белок, однако, в их структуре можновыделить следующие части: pol III промотор – чаще всего похож на tRNA pol IIIпромотор; коровая или центральная часть;polyA последовательность на 3’ конце, которая имеет высокую гомологию с 3’ polyAпоследовательностями non-LTR ретротранспозоны из того же генома.
SINE элементы,зачастую, являются видо- или родоспецифичными, это навело на мысль об образованииSINE элементов de novo. Однако,механизм этого процесса до сих пор неизвестенВсевышесказанное относится к полноразмерным копиямnon-LTR ретротранспозонов, однако, большинство копий в геноме, чаще всего,нарушены и могут не иметь многие из перечисленных характеристик.Важная рольошибок рекомбинации в этиологии структурных поломок гена при анализе генадистрофина , мутации которого ведут к миопатии Дюшенна .
Известно, что в 60%случаев мутации этого гена представляют собой делеции, захватывающие один илинесколько соседних экзонов. Известно также, что подавляющее большинство делецийсосредоточено в двух "горячих" районах этого гигантского по размерам гена (2,2 млнп.о.), и при этом частота внутригенных рекомбинаций почти в 4 раза больше.В однойиз этих "горячих" точек (интрон 7) обнаружен кластер транспозоноподобныхповторяющихся последовательностей .
Истинный вклад мобильных(транспозоноподобных) элементов типа Alu- и Line-повторов в возникновение генныхмутаций до конца не выяснен. Имеются единичные наблюдения о реальномперемещении этих элементов по типу конверсии и их интеграции в структурные генаденозиндезаминазы , ген аполипопротеина С , гены факторов VIII и IX свертываниякрови , ген Мобильные генетические элементы (МГЭ, подвижные элементы,транспозируемые элементы, транспозоны и т.д.) повсеместно распространены в живойприроде от плазмид, фагов и бактерий до высших животных и растений.
нестабильныпо своей локализации в геномах, они создают мощный источник изменчивости генов,систем их управления и геномов. ДНК транспозоны характеризуются наличиеминвертированных фланкирующих повторов и присутствием одной открытой рамкисчитывания, кодирующей транспозазу, ключевой ферментпроцесса транспозиции по механизму вырезания-встраивания.Многие из ДНКтранспозонов могут нести дополнительные открытые рамки или даже гены, которыезахватываются из генома хозяина и не играют никакой роли в механизметранспозиции.Значительную фракцию МЕ в геноме могут составлять нарушенныекопии ДНК транспозонов, которые относятся к неавтономным ДНК транспозонам.
Длясвоей транспозиции эти нарушенные МЕ могут использовать транспозазу,кодируемую автономным ДНК транспозоном.I. МЕ используются для получениятрансгенных организмов.МЕ могут использоваться как филогенетические маркеры,для построения эволюционных деревьев.МЕ используются для обнаружения иизвлечения из генома новых генов, так называемый insertional mutagenesis – особенноактивно применяется на растениях.Все больше появляется информации о примененииМЕ при генной терапии для лечения заболеваний. МГЭ как факторы изменчивости Внастоящее время МГЭ найдены у бактерий (включая их фагов и плазмид), низшихгрибов, насекомых, растений, животных и многих других объектов МГЭ способны квоспроизведению в клетке либо через репликацию ДНК, либо через прямую иобратную транскрипцию (ретротранспозоны). В случаях, когда МГЭ не содержитгенов, выполняющих клеточных функции, их часто считают "эгоистическими ДНК".Транспозиции обычно связаны с размножением копий МГЭ.
В своей структуре МГЭсодержат гены транспозиции ревертаз - ретропозоны Поэтому фактически ониявляются отдельными репликонами. В некоторых случаях синтез транспозазырепрессируется при избыточной ее концентрации по механизму отрицательнойобратной связи МГЭ содержат также разнообразные функциональные сайты - знакипунктуации и управления (промоторы, терминаторы, операторы, репликаторы,энхансеры, регуляторные сайты теплового шока, которые существенны дляокружающих участков генома. Инсерции МГЭ в кодирующие зоны генов приводят кнарушению или резкому изменению их функций.
Это связано с прямым нарушениемгенов и с влиянием знаков пунктуации (промоторов, терминаторов и др.) на процессысчитывания. Доля таких мутаций особенно велика у прокариот, которые имеютвысокую плотность кодирования информации в геноме Инсерции МГЭ внекодирующие области (спейсеры, интроны, фланговые участки др.) приводят к более"мягким" последствиям: усилению или ослаблению активности близлежащих генов,изменению их регуляции и т.п. Такие последствия преобладают у высших эукариот, укоторых кодирующая часть генома составляет ~3-5 ІІ. Отбор, температурныевоздействия и динамика рисунка локализации МГЭ в геномеГибридизация in situ ДНКМГЭ с политенными хромосомами дрозофилы была тем методом, который позволилисследовать популяционную динамику рисунков локализации .Куколки дрозофилконтрольной популяции (riC) были подвергнуты температурному воздействию:ступенчатому изменению температуры культивирования -- 29° -» 18° С Фенотипыобработанных особей оказались чувствительными к этому фактически стрессовомувоздействию.
В наибольшей степени это проявилось при обработке в течение двухкоротких периодов куколочной стадии. главным эффектом было изменение экспрессиипризнака в последующих поколениях, которое устойчиво наследуется свыше 200поколений. Температурная обработка в 1-й чувствительный период (113 ±5 ч.)приводила к существенной редукции количественного признака в последующихпоколениях, обработка во 2-ой чувствительный период (149 ± 5 ч.) -- к почти полномувосстановлению жилки Во-первых, она воспроизводима при повторном выводе"температурных" линий в 1979, 1982, 1985, 1986 ггВо-вторых, роль генетическогодрейфа в возникновении различий между линиями можно считать малой.
Прикультивировании всех линий выполнялся комплекс антидрейфовых мероприятий,препятствующих случайной фиксации или потере вариантов локализации МГЭ т.е.случайные флуктуации частот нивелировались, а фиксация становиласьмаловероятной.В-третьих, мы имели для сравнения два независимо построенныхдерева -- генеалогическое дерево линий отражающее реальный процесс их выведения,и дерево сходства линий отражающее степень их близости по рисункам локализацииМГЭ.
Сравнения этих деревьев показывает, что они совершенно различны. Вчетвертых, имеется ряд факторов, указывающих на "взрывообразный" характертранспозиций МГЭ в "температурных" линиях. использовав блотинг по Саузерну изонды на присутствие copia-подобных МГЭ, показали, что после теплового шока вследующем поколении происходили массовые перемещения МГЭ. в-пятых, отметим,что сходство линий по рисункам локализации МГЭ может быть либо "остаточным",поскольку все линии имеют общее происхождение либо вновь приобретенным, еслиспектры изменений у линий сходны, неслучайны.III.
Гипотеза: эволюционная роль системы МГЭ в геномах эукариотсистема МГЭэукариотического генома обладает функциями: 1) является источником инсерционнойизменчивости генов; 2) влияет на проявление количественных и качественныхпризнаков; 3) откликается изменением рисунков локализации многих МГЭ на отбор попризнакам; 4) откликается на внешние стрессорные воздействия, в частности --температурные, вспышками транспозиционной изменчивости. Такими свойствами вразной степени обладают МГЭ различных объектов -- дрожжей, дрозофилы, растений,млекопитающих.47.
Транспозоны кукурузы, гибридный дисгенез дрозофилы.Самые первые данные о перемещающихся по генетической карте генетическихфакторах связаны с именем Барбары Мак-Клинток (Рис. 6.1). Прежде всего она былавсеми признанным выдающимся авторитетом в области генетики кукурузы. Именноона ввела ее в качестве объекта генетического анализа и именно она получила первуюее генетическую карту, благодаря чему в 1944 году, в возрасте всего 42 года, она былаизбрана в Национальную Академию Наук США – третья женщина за всю ее историю.В том же году она была избрана президентом Генетического общества Америки. Такжеона изучала разрывы хромосом под действием радиации. В частности, онаидентифицировала образующиеся под ее действием кольцевые хромосомы, которыеспонтанно теряются в соматических клетках, делая листву пятнистой.
На этомосновании она, между прочим, впервые постулировала существование теломер. Какупоминалось в лекции 16, она также изучала разрывы хромосом в эндоспермекукурузы, в частности открыла упоминавшийся breakage-fusion-bridge cycle. Иногдатакой же феномен происходил и спонтанно.В том же 1944 году Мак-Клинток начала генетический анализ мозаичной окраскиалейрона. Она обнаружила два доминантных генетических фактора, которые назвалаDs и Aс – диссоциатор и активатор. Присутствие хотя бы одного доминантного аллеляв обоих локусах приводила к пятнистой окраске алейрона – то есть она возникала помодели комплементации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
