Transposon vs Retrotransposon
Τα τρανσποζόνια και τα ρετροτρανσποζόνια είναι γενετικά συστατικά του DNA και υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ τους. Η ποσοστιαία παρουσία αυτών των γενετικών υλικών ποικίλλει μεταξύ των ειδών και οι λειτουργίες τους καθορίζουν τις τύχες του οργανισμού με μεταλλάξεις και άλλες φαινοτυπικά σημαντικές αλλαγές. Τα τρανσποζόνια και τα ρετροτρανσποζόνια είναι γονίδια ή συλλογές ορισμένων γονιδίων που βρίσκονται στους κλώνους του DNA και οι αλλαγές στις θέσεις τους ήταν οι κύριες αιτίες για αυτές τις συνέπειες. Ωστόσο, αυτό το άρθρο σκοπεύει να συζητήσει εν συντομία τις λειτουργίες αυτών των γονιδίων και παρουσιάζει μια σύγκριση μεταξύ τρανσποζονίων και ρετροτρανσποζονίων.
Τι είναι το Transposon;
Τα μεταθεζόνια είναι ενδιαφέροντα θραύσματα ή τμήματα DNA με την ικανότητα να αλλάζουν τη θέση του κλώνου DNA με τη μορφή μηχανισμού κοπής και επικόλλησης. Λόγω αυτής της κινητής φύσης των τρανσποζονίων, αυτά είναι γνωστά ως γονίδια άλματος. Τα τρανσποζόνια είναι δύο κύριων τύπων γνωστών ως Τρανσποζόνια Κατηγορίας Ι και Τρανσποζόνια Τάξης ΙΙ. Συνήθως, ο τύπος Τάξης ΙΙ αναφέρεται ως τρανσποζόνια και ο τύπος Τάξης Ι αναφέρεται ως ρετροτρανσποζόνια. Οι διαδικασίες κοπής και επικόλλησης κινητών τμημάτων DNA ρυθμίζονται από το ένζυμο τρανσποτάση. Το ένζυμο συνδέεται στα δύο άκρα του τρανσποζονίου και κόβει τους φωσφοδιεστερικούς δεσμούς του κλώνου DNA, απομονώνει το τρανσποζόνιο, το μετακινεί στη θέση στόχο και δεσμεύεται στη νέα θέση. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία είναι ενδιαφέρον να κατανοηθεί, καθώς ορισμένα τρανσποζόνια μπορούν να μετακινηθούν μόνο σε συγκεκριμένες τοποθεσίες μόνο λόγω της ασυμβατότητας των ακολουθιών βάσης με τη θέση στόχου. Τα γονίδια με το ένα άκρο ενός κλώνου έχουν την ίδια ακολουθία βάσης με το άλλο άκρο του άλλου μονόκλωνου είναι τρανσποζόνια με κολλώδη άκρα, επειδή αυτά μπορούν να συνδεθούν στις θέσεις του κλώνου DNA στόχου με την ίδια ακολουθία βάσης όπως στα κολλώδη άκρα. Ωστόσο, αυτή η κινητικότητα των γονιδίων μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στον γονότυπο καθώς και στον φαινότυπο του οργανισμού. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν τα τρανσποζόνια και στη συνέχεια διατέθηκαν γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα και οργανισμοί σύμφωνα με τις προτιμώμενες προσαρμογές. Γεωργικές καλλιέργειες υψηλής παραγωγικότητας, αντιβιοτικά με φαρμακευτικές ιδιότητες, κτηνοτροφικά ζώα ήταν μερικά από τα πλεονεκτικά αναπτυγμένα προϊόντα μετά την εφεύρεση των τρανσποζονίων από την Barbara McClintock τη δεκαετία του 1940.
Τι είναι το Retrotransposon;
Τα ρετροτρανσποζόνια είναι τα τρανσποζόνια της Κατηγορίας Ι και κινούνται μέσω του γονιδιώματος μέσω του μηχανισμού αντιγραφής και επικόλλησης. Ο μηχανισμός της κινητικότητας των ρετροτρανσποζονίων περιλαμβάνει μερικά σημαντικά βήματα όπως η αντιγραφή του γονιδιακού τμήματος του κλώνου DNA στο RNA, η μεταφορά του αντιγράφου του RNA στη θέση στόχο, η μεταγραφή της αλληλουχίας RNA πίσω στο DNA χρησιμοποιώντας αντίστροφη μεταγραφάση και η εισαγωγή του γονιδίου στη νέα θέση του κλώνου DNA του γονιδιώματος. Τα δύο άκρα αυτών των ρετροτρανσποζονίων έχουν συνήθως μακριές τερματικές επαναλήψεις με περίπου 1000 ζεύγη βάσεων και αυτές χρησιμοποιούνται ως χαρακτηριστικά αναγνώρισης αυτών των γονιδίων. Αυτά τα γονίδια ενισχύονται εύκολα μέσα στο γονιδίωμα και το ποσοστό των ρετροτρανσποζονίων στο ανθρώπινο γονιδίωμα είναι περίπου 50%. Αυτά μπορεί να είναι αρκετά επικίνδυνα καθώς ο αιτιολογικός ιός του AIDS, του HIV και του ιού της λευχαιμίας των Τ-κυττάρων έχει τα ρετροτρανσποζόνια στο γονιδίωμά τους RNA. Στην πραγματικότητα, αυτοί οι ιοί μπορούν να δεσμεύσουν τα ρετροτρανσποζόνια σε οποιαδήποτε θέση των κλώνων του ανθρώπινου DNA με τη χρήση ανάστροφης μεταγραφάσης και ιντεγκράσης. Το ένζυμο ιντεγκράση λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως η τρανσποζάση στα τρανσποζόνια Τάξης II.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Transposon και Retrotransposon;
• Τα τρανσποζόνια είναι γονίδια άλματος Κατηγορίας ΙΙ ενώ τα ρετροτρανσποζόνια ανήκουν στην κατηγορία της Τάξης Ι.
• Τα τρανσποζόνια λειτουργούν με το ένζυμο τρανσποζάσης ενώ τα ρετροτρανσποζόνια λειτουργούν με τη χρήση δύο κύριων ενζύμων γνωστών ως ανάστροφη μεταγραφάση και ιντεγκράση.
• Τα τερματικά άκρα είναι πολύ μακρύτερα στα ρετροτρανσποζόνια από ότι στα τρανσποζόνια.
• Τα τρανσποζόνια κόβονται από την αρχή και επικολλούνται στον στόχο. αντίστροφα, τα ρετροτρανσποζόνια αντιγράφονται από την αρχή στο RNA και μεταγράφονται στον στόχο.
• Η κίνηση των ρετροτρανσποζονίων περιλαμβάνει RNA αλλά όχι σε τρανσποζόνια.
