Η βασική διαφορά μεταξύ μετατιθέμενων στοιχείων κλάσης Ι και κατηγορίας ΙΙ είναι ότι τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγορίας Ι είναι ρετροτρανσποζόνια, ενώ τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγορίας ΙΙ είναι μεταθετά DNA.
Ένα μετατιθέμενο στοιχείο είναι μια αλληλουχία DNA που μπορεί να αλλάξει τη θέση της μέσα στο γονιδίωμα. Μερικές φορές δημιουργεί και αναστρέφει μεταλλάξεις. Μπορεί επίσης να αλλάξει τη γενετική ταυτότητα και το μέγεθος του γονιδιώματος του κυττάρου. Αυτή η διαδικασία οδηγεί συχνά στον διπλασιασμό του ίδιου γενετικού υλικού. Το μεταφερόμενο στοιχείο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από την Barbara McClintock και κέρδισε το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψή της το 1983. Τα μεταφερόμενα στοιχεία μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο κατηγορίες με βάση τον μηχανισμό μεταφοράς τους: μεταθέσιμα στοιχεία κατηγορίας I και κατηγορίας II.
Τι είναι Μεταθέσιμα Στοιχεία Κατηγορίας Ι;
Τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγορίας Ι είναι ρετροτρανσποζόνια. Το ρετροτρανσποζόνιο είναι ένας τύπος γενετικού συστατικού που αντιγράφει και επικολλάται σε διαφορετικές γονιδιωματικές τοποθεσίες μετατρέποντας το RNA ξανά σε DNA μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται αντίστροφη μεταγραφή. Αυτή η διαδικασία καταλύεται από το ένζυμο της αντίστροφης μεταγραφάσης. Το ρετροτρανσποζόνιο χρησιμοποιεί κανονικά ένα ενδιάμεσο μετάθεσης RNA. Τα μεταφερόμενα στοιχεία της κατηγορίας I αντιγράφονται συνήθως σε δύο στάδια. Πρώτον, μεταγράφονται από DNA σε RNA. Στη συνέχεια, το παραγόμενο RNA μεταγράφεται αντίστροφα σε DNA. Αργότερα, αυτό το αντιγραμμένο DNA εισάγεται ξανά στο γονιδίωμα σε νέα θέση. Τα χαρακτηριστικά των ρετροτρανσποζονίων είναι πολύ παρόμοια με τον ρετροϊό όπως ο HIV.
Εικόνα 01: Μεταθέσιμο στοιχείο κατηγορίας I
Τα ρετροτρανσποζόνια μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους.
- Ρετροτρανσποζόνια με μακρές τερματικές επαναλήψεις (LTRs), που κωδικοποιεί για την αντίστροφη μεταγραφάση,
- Ρετροτρανσποζόνια με μακρά διάσπαρτα πυρηνικά στοιχεία (LINE) που κωδικοποιούν για την αντίστροφη μεταγραφάση αλλά στερούνται LTRs και μεταγράφονται από την RNA πολυμεράση II,
- Ρετροτρανσποζόνια με βραχέα διάσπαρτα πυρηνικά στοιχεία (SINEs) που δεν κωδικοποιούν την αντίστροφη μεταγραφάση και μεταγράφονται από την RNA πολυμεράση III.
Επιπλέον, λόγω παρόμοιου μηχανισμού με τα ρετροτρανσποζόνια, ο ρετροϊός μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως μετατιθέμενα στοιχεία.
Τι είναι Μεταθέσιμα Στοιχεία Κατηγορίας ΙΙ;
Τα μεταφερόμενα στοιχεία κατηγορίας II είναι τρανσποζόνια DNA. Τα μεταφερόμενα στοιχεία κατηγορίας II έχουν μηχανισμό μεταφοράς κοπής και επικόλλησης που δεν περιλαμβάνει ενδιάμεσο RNA. Η μετάθεση καταλύεται από διάφορα ένζυμα τρανσποζάσης. Αυτά τα ένζυμα μπορούν να συνδεθούν ειδικά ή μη με το DNA. Η τρανσποζάση κάνει μια κλιμακωτή τομή στη θέση στόχο του DNA που παράγει κολλώδη άκρα. Στη συνέχεια, αυτά αποκόπτουν την απολίνωση του τρανσποζονίου DNA σε άλλες θέσεις στόχους.
Εικόνα 02: Μεταθέσιμα στοιχεία Κατηγορίας ΙΙ
Συνήθως, η πολυμεράση DNA γεμίζει τα κενά που προκύπτουν από τα κολλώδη άκρα και η λιγάση DNA κλείνει τη ραχοκοκαλιά του σακχάρου-φωσφορικού. Επιπλέον, αυτή η μεταφορά έχει ως αποτέλεσμα διπλασιασμό της τοποθεσίας στόχου. Οι θέσεις εισαγωγής των τρανσποζονίων DNA μπορούν να αναγνωριστούν με σύντομες, άμεσες επαναλήψεις που ακολουθούνται από ανεστραμμένες επαναλήψεις. Αλλά δεν παρουσιάζουν όλα τα τρανσποζόνια DNA μηχανισμό μεταφοράς κοπής και επικόλλησης. Για παράδειγμα, ορισμένα τρανσποζόνια εμφανίζουν αντιγραφική μετάθεση στην οποία τα τρανσποζόνια αντιγράφονται σε μια νέα τοποθεσία στόχο.
Ομοιότητες μεταξύ μετατιθέμενων στοιχείων κατηγορίας I και κατηγορίας II
- Τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγορίας I και κατηγορίας ΙΙ είναι στοιχεία γενετικής κινητής τηλεφωνίας ή γονίδια άλματος.
- Και τα δύο μπορούν να αλλάξουν τη θέση τους στο γονιδίωμα.
- Αποτελούνται από αλληλουχίες DNA.
- Είναι εγωιστικά γενετικά στοιχεία.
- Είναι πολύ σημαντικά στη γονιδιωματική λειτουργία και εξέλιξη.
Διαφορά μεταξύ μετατιθέμενων στοιχείων κατηγορίας I και κατηγορίας II
Τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγορίας Ι είναι ρετροτρανσποζόνια, ενώ τα μεταθετικά στοιχεία κατηγορίας ΙΙ είναι τρανσποζόνια DNA. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ των μετατιθέμενων στοιχείων κατηγορίας I και κατηγορίας II. Επιπλέον, τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγορίας Ι χρησιμοποιούν ενδιάμεσα RNA στον μηχανισμό μεταφοράς. Από την άλλη πλευρά, τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγορίας II χρησιμοποιούν ενδιάμεσα DNA στο μηχανισμό μεταφοράς.
Το ακόλουθο infographic συγκεντρώνει τις διαφορές μεταξύ των μετατιθέμενων στοιχείων κατηγορίας I και κατηγορίας II σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Κατηγορία Ι έναντι Μεταθέσιμων Στοιχείων Κατηγορίας ΙΙ
Τα μεταφερόμενα στοιχεία είναι γνωστά ως κινητά γενετικά στοιχεία ή γονίδια άλματος. Είναι αλληλουχίες DNA. Τα μετατιθέμενα στοιχεία κατηγοριοποιούνται σε δύο κατηγορίες με βάση τον μηχανισμό μεταφοράς τους ως μεταθέσιμα στοιχεία κατηγορίας Ι και κατηγορίας ΙΙ. Τα μεταφερόμενα στοιχεία της κατηγορίας Ι είναι ρετροτρανσποζόνια, ενώ τα μετατιθέμενα στοιχεία της κατηγορίας ΙΙ είναι μεταθετά DNA. Επομένως, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ μεταφερόμενων στοιχείων κατηγορίας I και κατηγορίας II.
