Разнообразие генерирующие ретроэлементы

Разнообразие генерирующие элементы (РГР) были недавно обнаружены в вирусе, который заражает патогенные бактерии, вызывающие бронхит, Bordetella bronchisepticum [1]. Вирус использует механизм, основанный на обратной транскриптазе, для того, чтобы разнообразить последовательность своего белка, который ответственен за первичное соединение с клеткой, и тем самым адаптируется заражать разные штаммы бактерий.



Вдобавок к обратной транскриптазе система РГР включает в себя дополнительные необходимые составляющие. Одним из таких составляющих является вспомогательная кодирующая последовательность, которая заканчивается в участке шаблонных повторов (ШП), который весьма схож с участком изменчивых повторов (ИП) в кодирующей последовательности, предназначенной для изменения. РГР изменяют исключительно адениновые остатки в ШП-участке и мутируют их в другие нуклеотиды, которые оказываются в ИП-участке, тогда как участок ШП остается неизменным. В конечном счете ШП транскрибируется, и затем соответствующая РНК в процессе обратной транскрипции, похожей на таковую элементов LINE, заменяет постоянный ИП-участок новой последовательностью [2].

Изучение бактериальных геномов выявило наличие схожих РГР структур в по крайней мере сорока различных видах, начиная с патогенных спирохет, таких как Treponema (сифилис) и заканчивая человеческими пробиотическими симбионтами, такими как Bifidobacterium, фотосинтезирующими зелеными серобактериями (Chlorobium, Prosthecochloris) и цианобактериями (Trichodesmium, Nostoc). Многие эти РГР, идентифицированные биоинформатическими методами, связаны с плазмидами или кодирующими последовательностями самих клеток, а не с вирусами [3]. К сожалению, эти системы еще не были досконально изучены.

Литература

[1]:
 - Liu, M. et al. Reverse transcriptase-mediated tropism switching in Bordetella bacteriophage. Science 295, 2091-4 (2002).
 - Doulatov, S. et al. Tropism switching in Bordetella bacteriophage defines a family of diversity-generating retroelements. Nature 431, 476-81 (2004).

[2] направленное мутирование и создание разнообразия в РГР:
 - Guo, H. et al. Diversity-generating retroelement homing regenerates target sequences for repeated rounds of codon rewriting and protein diversification. Mol Cell 31, 813-23 (2008).

[3] обзор РГР систем в разных организмах:
 - Medhekar, B. and Miller, J.F. Diversity-generating retroelements. Curr Opin Microbiol 10, 388-95 (2007).