Transposon Là Gì

     
Sự chuyển vị (Transposition)

Các phần tử chuyển vị (transposable elements) xuất xắc phần tử di động (mobile elements) là những trình tự ADN tất cả khả năng di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác (mục tiêu) của bộ gen (cùng bộ gen hay khác). Sự di chuyển ADN này được gọi là transposition (sự chuyển vị).

Bạn đang xem: Transposon là gì

Tái tổ hợp (Recombination) vào chuyển vị (transposition) là sự kết nối (junction) giữa các đầu mút của phần tử chuyển vị với những đầu mút bị cắt hở của ADN mục tiêu (target site). Khác với tái tổ hợp tương đồng (homologous recombination), transposition không đòi hỏi sự tương đồng (homologous sequence) giữa các phần tử di động cùng ADN mục tiêu, và nó độc lập với chức năng được mã hóa bởi recA, vì chưng nó sử dụng enzym đặc hiệu là Transposaz.

Đây là hiện tượng rất phổ biến vào thiên nhiên, những transposon được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm, thực vật cùng động vật (bảng 20.6).

Bảng 20.6- các phần tử chuyển vị tất cả ở Prokaryotae với Eukaryota

Prokaryota Eukaryota
– Trình tự xen đoạn: IS– Transposon: Tn như Tn3, Tn5, Tn10,...– Virut: Mu – Retrotransposon:Nấm men (Yeast): TyRuồi giấm: copia, P– Transposon (ADN):Ngô: hệ thống Ac-Ds– SINE: ở người (họ Alu)– Retrovirut: Rous sarcoma, HIV

Chúng gồm chức năng như các vector quan tiền trọng thực hiện biến đổi di truyền. Các xen đoạn, mất đoạn và cấu trúc lại bộ ren thường tất nhiên sự di chuyển của các transposon. Sự di chuyển này làm cho sai hỏng chức năng bình thường của gen. Bọn chúng hoạt hóa tốt làm bất hoạt các gen bằng biện pháp xen đoạn vào kề bên hay vào giữa đoạn gen. Các transposon IS, là những phần tử lặp đoạn (repetitive elements), còn tạo những vùng tương đồng rải vào bộ gen, nhờ đó những hệ thống tái tổ hợp tương đồng gồm thể tác động.

Transposition gồm các kiểu chính:

IS:trình tự xen đoạn (insertion sequence) là các transposon ngắn.

Transposon (kí hiệu Tn): các phần tử di độngdài(khoảng 5000 bp) gồm chứa một hoặc vài ba gen. Nó thực hiện:

+ Transposition chẳng sao chép (nonreplicative): Phần tử chuyển vị được cắt khỏi ADN cho (donor) với được gắn vào phân tử ADN mục tiêu. Thuộc loại này còn có Tn10, Tn5, Tn7.

+ Transposition sao chép (replicative): ADN được nhân đôi cùng bản sao được xen vào vị trí mới tạo cointergrat (cộng gắn) và có Tn3, Mu.

Retrotransposition: Sự di chuyển qua trung gian ARN, nhờ reverse transcriptaz tạo thành cADN, với sự xen đoạn cADN vào vị trí mới.


Các trình tự xen đoạn IS

Các transposon đơn giản nhất là các trình tự xen đoạn (insertion sequence) và được kí hiệu bởi tiếp đầu ngữ IS kèm số thứ tự như IS4.

Các phần tử IS là những cấu phần bình thường của ADN vi khuẩn và plasmid. Cái E.coli chuẩn thường chứa vài bản sao (1 chỉ IS1 xen vào phage λ.

Các IS là những đơn vị tự trị, mỗi một trong chúng mã hóa mang lại chỉ một protein cần thiết đến sự chuyển vị bản thân chúng. Trình tự của mỗi loại IS gồm khác nhau, nhưng trong tổ chức cấu tạo gồm nhiều tính chất chung. Ở giữa bao gồm gen transposaz tnp, hai đầu gồm lặp đoạn đảo ngược (IR – Inverted repeats). Sự xen đoạn của IS ở tiêu điểm (target) được minh họa bên trên hình 27. Cấu trúc transposon cùng sự chèn vào ADN mục tiêu nêu bên trên hình 28.

Các đầu mút của transposon bao gồm trình tự lặp lại đảo ngược (inverted repeat - IR). Trong ví dụ này, tiêu điểm có 5 bp. Các đầu mút của transposon gồm các lặp đoạn đảo ngược 9 bp được đánh số từ 1 đến 9.

IRIRDNA mục tiêu

*
Cấu trúc IS cùng sự chèn vào ADN mục tiêu

Ở hai đầu của IS luôn có nhị trình tự lặp đoạn trực tiếp (direct repeat) ngắn. Các trình tự này dao động tùy transposon, nhưng cố định đối với mỗi loại IS. Chiều nhiều năm của phần lớn lặp đoạn trực tiếp là 9, chúng xác định những đầu mút của transposon.

Mục tiêu

*
Sơ đồ cấu trúc của transposon có những IS, các lặp đoạn đảo ngược IR (inverted repeat) và tạo lặp đoạn trực tiếp ở nhị đầu ADN điểm mục tiêu


Transposon không coppy và sao chép

Sự chuyển vị ADN theo 2 kiểu khác biệt (sao chép với không xào luộc hay bảo tồn (conservative)) và có những tính chất chung.

Sơ đồ diễn biến transposition sao chép (transposon Tn3) được nêu trên những hình sau: cắt với nối, sự cộng gắn với phân tách.

*
Sơ đồ về transposition xào luộc và không sao chép
*
Sơ đồ transposition xào nấu (Tn3)

Tiếp theo là sự cộng gắn (Cointegrat Formation) 2 loại ADN

*
Cointegrat) của 2 loại ADN

Cuối cùng là sự phân tách (Resolution) ra 2 loại ADN

*
Sự phân bóc tách ra 2 loại ADN

quá trình transposition tất cả những đặc điểm sau đây:

– Cả hai đầu của phân tử với gần như một trình tự tất cả định hướng đảo ngược nhau.

– những transposon mã hóa không nhiều nhất một protein là transposaz.

Xem thêm: 3 Tác Dụng Trà Xanh Mật Ong Vô Cùng Quý Với Phái Đẹp, Trà Xanh Pha Mật Ong

Transposaz gắn đặc hiệu với cắt những trình tự ở cuối để thực hiện chuyển vị.

– các transposon tạo bản sao ngắn (≤ 12bp) của ADN ở điểm mục tiêu trong transposition. Chiều dài của trình tự này đặc trưng với không đổi đối với một phần tử nhất định và được tạo ra nhờ sự cắt so le (staggered cleavage) của ADN mục tiêu nhờ transposaz.

Cơ chế transposition được nghiên cứu đưa ra tiết ở phage Mu và tất cả thể nắm tắt như sau:

– Sự nhận biết với bắt cặp 2 đầu mút của transposon nhờ transposaz để xuất hiện cấu trúc chuyên biệt protein - ADN. Sự hình thành phức hợp được kích ưng ý bởi những protein HU với IHF là các nhân tố gia nhập tái tổ hợp điểm chăm biệt Mu transposaz, giống như λInt protein, có hai vùng gắn độc lập.

– Sự cắt khấc (nicking) bởi transposaz tạo ra 3’-OH ở mỗi đầu của Mu.

Cắt tiêu điểm nhờ transposaz tạo đầu mút so le 5’ - p. Dài 5 bp.

– Sự nối đầu 5’ - P của tiêu điểm với 3’-OH của transposon tạo cấu trúc trung gian chuyển mạch (strand - transfer intermediate).

Tn10 có lẽ sử dụng cơ chế tương tự để thực hiện transposition không coppy hay bảo tồn (conservative transposition).


Sự chuyển vị ngược (Retrotransposition)

Nhóm những transposon, được phát hiện ở nấm men (Ty) cùng Drosophila (copia) với có liên quan đến retrovirut, di chuyển đến vị trí mới qua trung gian ARN. Transposon của nấm men Ty, giống với retrovirut, gồm lặp đoạn cuối dài (long terminal repeat) được gọi là trình tự δ nằm ở 2 phía đoạn mã hóa. Những protein được mã hóa, bao gồm trình tự tương đồng với integraz của retrovirut cùng reverse transcriptaz, rất cần thiết đến transposition.

Phương thức phiên mã ngược của các phần tử di động tương tự như của retrovirut. Bao gồm sự tương tự về cấu trúc giữa retrovirut và các retrotransposon ở nấm men (Ty) với Drosophila (copia).

Sự chuyển vị ngược tạo bản sao của phần tử ở vị trí mới, trong những khi phân tử mang lại ban đầu vẫn giữ nguyên cấu trúc ko biến đổi. Bởi vì vậy, retrotransposition tạo bắt buộc một ít đứt đoạn và các tái cấu trúc (rearrangement) của bộ ren tế bào chủ. Những biến đổi của bộ gen tương quan với retrotransposition sẽ dẫn đến việc làm cho ngừng hay hoạt hóa các gen, cơ mà một số bao gồm thể tạo ung thư.

Các transposon đã góp phần vào sự tiến hóa của plasmid, với vài chứng cứ mang đến thấy những plasmid R tất cả được tính đề kháng kháng sinh thông qua các transposon.

*
Transposition không sao chép hay bảo tồn conservative transposition)

Mũi tên chỉ những điểm cắt cùng sau đó nối lại theo trật tự mới.


Gây đột biến bằng transposon

Các ứng dụng của transposon bao gồm:

Gây đột biến (mutagensis) bằng transposition.

*
Transposon Tn10 chèn vào A làm mất chức năng, nhưng chống tetra.

– Công cụ mang đến kỹ thuật di truyền in vivo (in vivo Gentic Engineering).

– Nhân tố trung gian đề kháng kháng sinh (mediator of antibiotic resistance)

Ở đây đề cặp chủ yếu đến gây đột biến nhờ transposon (Transposon Mutagensis). Sự chèn transposon vào giữa gen sẽ dẫn đến đột biến có tác dụng mất chức năng bình thường của gen (hình trên). Transposon cung cấp một phương tiện dễ dàng để tạo các đột biến bên trên Nhiễm sắc thể. Một thuận lợi cho gây đột biến bằng transposon là nó bao gồm chứa 1 gen phòng kháng sinh, mà lại gen này cần sử dụng làm marker (dấu chuẩn) để nhận biết transposon được chèn vao. Trước tiên các dòng có gen phòng kháng sinh được phân lập từ môi trường giàu dinh dưỡng, nơi những đột biến khuyết dưỡng tăng trưởng tạo khuẩn lạc. Sau đó chúng bao gồm thể được sàng lọc trên môi trường giới hạn được cung cấp các chất tăng trưởng nào đó để xác định chất như thế nào cần thiết cho đột biến.

Các transposon cũng hữu ích đến sự chèn 1 maker gen khuyết dưỡng (auxotrophic) vào trong cái sinh vật hoang dại. Thường thì những đột biến khuyết dưỡng cực nhọc phân lập trực tiếp. Nhưng nếu marker khuyết dưỡng được đưa vào thuộc transposon với marker phòng kháng sinh, thì gồm thể qua chọn loại đề chống kháng sinh cơ mà xác định marker khuyết dưỡng. Nhì transposon thường được sử dụng trong gây đột biếnTn5 (kháng neomycin và kanamycin) và Tn10 (chứa 1 marker chống tetracycline).

Integron là những transposon gồm thể thu nhận với biểu hiện các gen từ nhiều nguồn khác nhau. Mặc dù nhiên, khác với những transposon được chèn vào một cách ngẫu nhiên, các integron chèn vào bao gồm tính chọn lọc cao (high selective) trong các điểm xen đoạn (insertion site) của chúng, thường thì đựơc chèn vào vào plasmid.

Xem thêm: C2 - Xin Giúp Nokia X2 01 Không Hổ Trợ Bộ Sạc

Integron chứa gene mã hóa mang lại protein được gọi là integraz, cần thiết cho sự tái tổ hợp ở điểm siêng biệt (site-specific recombination). Bộ ren của phage λ (lambda) chèn vào Nhiễm sắc thể của E. Coli ở một vị trí đặc biệt nhờ họat tính của enzym integraz λ. Integron cũng chứa trình tự ADN đặc biệt cho phép integraz chèn các nhóm gene gọi là cassette vào Nhiễm sắc thể, mà lại trên đó có promoter chất nhận được các gen cassette mới được biểu hiện.