Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 211
Текст из файла (страница 211)
приведшее к появлению системы контроля фазовой вариации. Развитие представлений о транспозонах может быть прослежено в обзорах Клекнер (К!ес)гггсг, Се!), 11, 11-23, 1977; Апп. Веу. Оепес.. 15, 341 — 404, 1981). Калоса и Миллера (Са(ож М!11ег, 20, 579- 595, 1980). Их роль в эволюпии была рассмотрена в обзоре Кэмпбелла (Сатрбе(1, Апп. Веу. М)сгоЬю1н 35, 55-83.
1981). Оригинальная модель трапспозидии, включающая образование коинтегратов, была представлена Шапиро (8)тар!го, Ргос. глас, Аеас). Ясс ()8А, 76, 1933-1937. 1979);последовательность и функции ТпЗ проанализированы Хеффроном (Нг((гоп е! а1н Се!1, 18, 1153 — 1163). Две главы в книге нМоЬ)1е Оепебс Е)ешепын (ег). 8Ьарсго, Асяс)еш)с Ргезз, Ь)еуу Уог11, 1983) посвящены отдельным транспозонам: ТпЗ (написано Хеффроном) и Тп)0 (автор Клекнер); глава, написанная Снльверманом и Симоном, связана с фазовой вариацией и инверсией сегмента фага Мц.
Этн вопросы раисе рассматривались Симоном и соавт. (5!топ, 8с(сисе, 209, 1370-1374, 1980). Зиег и Симон расшифровали последовательностсн вовлекаемую в фазовую вариацию (4.!ед, 8!гпоп, Ргос. спас. Асас1. 8сй ИВА, 74, 4196-4200, 1980). Данные об инвертируемом сегменте О кратко обсуждала в своей работе Хау (Ноже, Се!1. 21, 605-606, !980). сравнимые с бактерпальными транспоэонами, способные перемещаться в случайно выбираемые места генома. Мобильные элементы. наиболее близкие по своим свойствам к бактериальным транспозонам, были обнаружены у 8.
гегепсйае и О. гпе!аподаз!ег. Онн имеют небольшой размер, содержат концевые повторы н найдены в различных участках геномов, Очевидно. что в состав этих элементов входят гены, продукты которых необходимы для транспозиции; включены ли в них гены, кодируюшис второстепешсые функции, не связанные с транс- позиционным событием, не известно. Каждый из этих элементов аналогичен бактериальным транспозонам, ко~орые представляю~ собой последовательности, способные перемещаться в пределах 37. Мобильные элементы эукариот о 1000 2000 ОООО 4000 юоо Оооо ..
+40 п.. Обид. Удлиие ап РНК У ~РНК Обласуи, обавие д и двух ~ основ еи илассовту.з е уо йз Об асуп, оулиааюыиесд в разны« ту.зле е у Р»с. 37.1. Ту-элементы содержат на концах короткие прямые повторы и транскрибируются с образованием двум перекрывающихся РНК. хозяйского генома. Транспозоны про- и эукариот, по-видимому, не могут существовать вне 1енома. Функции, связанные с осуществлениел1 транспозиции у эукариот, пока не установлены; нам еще предстоит идентифицировать продукты зукариотических генов, участвующих в этом процессе. Явление трацспозиции было описано много лет назад Мак-Клинток, проводившей 1енетические исследования на кукурузе. До совсем недавнего открытия этою эффекта у бактерий полученные ею результаты оставались «в вакууме», однако сейчас события, связанные с транспозицией, могут быть изучены на молекулярном уровне и у эукариот. На кукурузе получена значительная информация о генетических взаимодействиях между членами семейства транспозонов, об эффектах их внедрения в определенные покусы и различных результатах транспозиционного события.
В составе гецомов животных мобильные элементы еше не найдены, по обнаружены следы транспозиционных событий в форме прямых повторов мишени, фланкирукзших дисперуированные повторяющиеся последовательности. Механизмы, подобные транспозиции, повидимому, используются ретровирусами, чтобы внедрять ДНК-копии своеуо РНК-уенома в хромосомь1 клеток хозяина. Эти случаи обсуждаются вместе с другими примерами вариабельности эукариотической ДНК в гл. 38.
Молекулярные механизмы транспозиции в клетках эукариот еще не изучены так тщательно, как у бактерий: в частности, еще пе идентифицировали продукты генов эукариотигеского транспозона. Однако присутствие коротких прямых повторов ДНК мишени позволяет предполагать использование сходного механизма, при котором такая «генерализованная» траиспозиция выбирает случайные сайты для внедрения. Нам бы хозелось знать, какова взаимосвязь между транспозирующимися элементами различных видов и могут ли функции транспозиции сохраняться при перемещении элемсгпа из одних видов в другие.
Другой тип событий представляют «направленные» трапспозиции, при которых перемещение последовательностей из одного специфического сайта в другой имеет регуляторный эффект. У бактерий существует очевидная взаимосвязь между механизмами сайтспецпфической инверсии и транспозиции. У эукариот направленное перемещение ДНК может осуществляться с помощью иных механизмов. Например, у дрожжей наблюдается однонаправленный перенос копий генов, определяющих тип скрегциваемости, из «молчащих» покусов в «активные».
Этот процесс напоминает бактериальную транспозицию, когда донорный покус остается интактным, а реципиеитный изменяется; однако у дрожжей существует только один реципиентный локус, который сам инициирует перенос, вместо того чтобы остаться «пассивной» ми- шенью. Иная ситуапия имее~ место в случае иммуноглобулиновых генов. Здесь в результате рекомбинации меняется содержание генома. создаются активные 1.сны в соответствующих соматических клетках 1гл, 39).
Диапазон изменений в геноме, таким образом, простирается от случайных транспозиций к тканеспецифичным перестройкам. Дрожжевые элементы Ту напоминают оактернаяьные транспозоны Элементы Ту дрожжей представлены семейством разобщенных повторяющихся послеловательностей ДНК. Каждый элемент состоит из 6.3 т. п. и.; последние 330 пар в его концах представлены прямыми повторамн, названными Ь.
В различных штаммах 5, сегерв1ае число Тузлементов варьирует„но в обычных лабораторных культурах оно колеблется в пределах от 30 до 35. Наряду с интактными Ту-элементами встречается примерно 100 независимых элементов б, называемых одиночными. Название Ту представляет собой сокращение от английских слов ггииброхе» усцуг, что означает «транспозон дрожжей»; наличие функций транспозиции у этого элемента предполагают на основании данных, показавших его присутствие в различных сайтах разных штаммов. До сих пор частота транспозицни Ту-элементов еще не определена, но, по-видимому, она ниже. чем частота перемещения бактериальных трансцозонов.
Перемещение Ту-элементов было прослежено благодаря отбору мутаций, вызываемых их внедрениями в регуляторныс покусы, поэтолду большая часть имеющейся информации об эффектах, вызываемых Ту-элементами, касается генов. смежных с сайтами внедрений.
Наблюдается значительная дивергенция между отдельными Ту-элементами. Большинство из них попадает в один из двух основных классов, получивших название Ту1 и Ту917. Их взаимосвязь показана иа рис. 37.1. Элементы обоих классов фланкированы дельта-повторами. Общим в их структуре является также присутствие длинных областей в левом конце, в середине и короткой области, прилегающей к правой дельта-последовательности. Судя по результатам рестрикционного картирования и гетеродуплексного анализа, две основные области замещения не проявляиут 1омологии.
Отдельные Ту-элементы каждого класса могут отличаться от своеуо прототипа одним или несколькими основаниями, вставками или делсциями. Значительная гетерогенность характерна и для б-последовательностей, хотя более вероятно, что оба повтора одного Ту-элемента идентичны или по крайней мере очень близки. 1Самый выраженный случай дивергенции соответствует шести различиям в 330 парах оснований1). Не известно, чем обусловлена идентичность терминирующих последовательностей б-элементов: конверсией, 474 Часть Х. Динамичность генома: постоянное изменение ДНК происходящей до или после транспозицин, или тем, что оба повтора «нового» Ту-элемента образуются из одного повтора донора. Дельта-последовательности, связанные с Ту-элементами, проявляют большую степень консерватизма, чем отдельные дельта-элементы, что позволяет предполагать, что в процесс транспознции включается узнавание повторов.
Транспозиция Ту-элемента, так же как и бактериальная транспознция, сопровождается образованием повторов из 5 пар оснований с каждой стороны от внедренного элемента. Мы не знаем происхождения фермента (ферментов), необходимого для транспозицин Ту-элементов; широкое разнообразие последовательностей этих элементов вызывает сомнения в транспозонном происхождении ферментов. Присутствие Ту-элементов обеспечивает наличие областей частичной гомологии, в которых могут происходить рекомбинационные события, контролируемые системами хозяина. Обычно такие события сводятся к индукции делеций или инверсий в хромосоме (путем рекомбинации между двумя находящимися в ней Ту-элементами) нли более существенных изменений, вызываемых рекомбинацией между Ту-элементами нз разных хромосом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
