Такие элементы являются самыми многочисленными в человеческом геноме (свыше 2,3 млн. копий составляют около 34% ДНК). Эти элементы используют механизм обратной транскрипции, который не создает ДТП структур на каждом конце. Первыми найденными примерами таких элементов являются длинные перемежающиеся нуклетидные элементы (LINE, long interspersed nucleotide elements) и аналогичные короткие элементы (SINE, short [...]).
LINE ретротранспозоны обычно имеют длину около несколько тысяч пар оснований, содержат внутри себя транскрипционный сигнал для РНК полимеразы II и кодируют два белка, участвующих в обратной транскрипции. SINE элементы короче (обычно от 100 до 300 пар оснований в длину), похожи по последовательности на устойчивые клеточные РНК: транспортную РНК, короткие рибосомные РНК и белок-экспортирующую частицу 7S РНК --- и содержат внутренний промотор для РНК полимеразы III. SINE элементы не кодируют белки и зависят от LINE в осуществлении обратной транскрипции и включения в геном.
LINE/SINE элементы требуют лишь наличие богатого аденином конца РНК, которой предстоит включение в геном. Наличия последовательностей со специальной информацией не требуется. Такое отсутствие специфичности способствуют вставлению в геном широкого класса клеточных РНК. Такая неразборчивая интеграция объясняет происхождение последовательностей ДНК, которые соответствуют обработанным молекулам РНК (после сплайсинга или другой обработки первичных РНК транскриптов), во весьма различных геномах [1].
Исследования повторов LINE в человеческом геноме показали, что по крайней мере треть всех копий прикреплена к нижерасположенным последовательностям сайтов-доноров [2]. Очевидно, что произошло так, что транскрипция не остановилась на обычном сайте терминации для этих LINE элементов, однако продолжилась на соседние участки генома, где и завершилась позднее. Такое "сквозное чтение" создало расширенные LINE-транскрипты, которые позднее с помощью обратной транскрипции были вставлены в новый сайт. Такой процесс, называемый ретротрансдукцией, может задействовать относительно короткие последовательности по всему геному и наблюдается в лабораторных условиях [3]. Таким образом, эти элементы могут передвигать короткие геномные сегменты в новые места. Кажется, что существует разделение труда между ДНК-транспозонами и ретротранспозонами: ДНК элементы способствуют крупномасштабным перестройкам (перестройки до 4 МБ были задокументированы), тогда как ретроэлементы способствуют мелкомасштабным.
Существуют также смешанные элементы SINE, сочетающие в себе сегменты различного происхождения. Самым охарактеризованным композитным элементом SINE является появляющийся в человеческом геноме около 3000 раз элемент SVA (спутниковый повтор (CCCTCT)n в сочетании с тандемными повторами нуклеотидов различной длины, VNTR, и антисмысловыми сегментами типа Alu). Такие SVA элементы обладают удивительной генноинженерной особенностью --- ретротрансдукция вышерасположенных (а не нижерасположенных) геномных последовательностей.
Словарь
Ниже-/вышерасположенные последовательности -- последовательности, расположенные ниже/выше по ходу РНК полимеразы, которая считывает ДНК матрицу в одном направлении (англ. down-/upstream).
ДТП -- длинные терминальные повторы.
Литература
[1] отсутствие специфичности LINE/SINE:
- Kazazian, H.H., Jr. Mobile elements: drivers of genome evolution. Science 303, 1626-32 (2004).
- Brosius, J. RNAs from all categories generate retrosequences that may be exapted as novel genes or regulatory elemnts. Gene 238, 115-134 (1999).
- Pavlicek, A., Gentles, A.J., Paces, J., Paces, V. and Jurka, J. Retroposition of processed pseudogenes: the impact of RNA stability and translational control. Trends Genet 22, 69-73 (2006).
- Gogvadze, E. and Buzdin, A. Retroelements and their impact on genome evolution and functioning. Cell Mol Life Sci 66, 3727-42 (2009).
[2] LINE и нижерасположенные участки (ретротрансдукция):
Goodier, J.L., Ostertag, E.M. and Kazazian, H.H., Jr. Transduction of 3'-flanking sequences is common in L1 retrotransposition. Hum Mol Genet 9, 653-7 (2000).
[3] ретротрансдукция в лабораторных условиях:
- Moran, J.V., DeBerardinis, R.J. and Kazazian, H.H., Jr. Exon shuffling by L1 retrotransposition. Science 283, 1530-4 (1999).
- Ejima, Y. and Yang, L. Trans mobilization of genomic DNA as a mechanism for retrotransposon-mediated exon shuffling. Hum Mol Genet 12, 1321-8 (2003).
[4] SVA:
- Mills, R.E. et al. Recently mobilized transposons in the human and chimpanzee genomes. Am J Hum Genet 78, 671-9 (2006).
- Hancks, D.C., Ewing, A.D., Chen, J.E., Tokunaga, K. and Kazazian, H.H., Jr. Exon-trapping mediated by the human retrotransposon SVA. Genome Res 19, 1983-91 (2009).
- Xing, J. et al. Mobile elements create structural variation: analysis of a complete human genome. Genome Res 19, 1516-26 (2009).
Комментариев нет :
Отправить комментарий