トランスポゾンの種類と特徴



の トランスポゾン または転移因子は、ゲノム中のそれらの位置を変えることができるDNAの断片である。移動のイベントは転置と呼ばれ、同じ染色体内である位置から別の位置に移動することも、染色体を変更することもできます。それらはすべてのゲノムに存在し、そしてかなりの量で存在する。それらはバクテリア、酵母、 ショウジョウバエ とうもろこし.

これらの要素は、要素の転置メカニズムを考慮して、2つのグループに分けられます。したがって、我々は、RNA中間体（リボ核酸）を使用するレトロトランスポゾンを持っていますが、2番目のグループはDNA中間体を使用しています。この最後のグループはトランスポゾンです センチストークリット.

より最近のそして詳細な分類は、要素の一般構造、類似のモチーフの存在ならびにＤＮＡおよびアミノ酸の同一性および類似性を使用する。このようにして、転置可能要素のサブクラス、スーパーファミリー、ファミリー、およびサブファミリーが定義されます。.

索引

  • 1歴史的展望
  • 2一般的な特徴
    • 2.1豊度
  • 3種類のトランスポゾン
    • 3.1クラス1の要素
    • 3.2クラス2の要素
  • 4転置がホストに与える影響?
    • 4.1遺伝的影響
  • 5転移要素の機能
    • 5.1ゲノム進化における役割
    • 5.2例
  • 6参考文献

歴史的展望

トウモロコシで行われた研究のおかげで（ジーアメイズ1940年代半ばにBarbara McClintockによって、それぞれの遺伝子は特定の染色体に固定された場所を持ち、ゲノムに固定されていたという伝統的な見解を修正することが可能でした。.

これらの実験は、ある染色体から別の染色体へ、特定の要素が位置を変える能力を持っていることを明らかにしました。.

もともと、McClintockは、それらが挿入された場所で遺伝子の発現を制御していたので、「制御エレメント」という用語を作り出しました。そして、その要素は、跳躍遺伝子、可動遺伝子、可動遺伝要素、トランスポゾンと呼ばれていました。.

長い間、この現象はすべての生物学者によって受け入れられていなかった、そしていくらかの懐疑論で扱われた。今日では、モバイル要素は完全に受け入れられています.

歴史的に、トランスポゾンは「利己的な」DNAのセグメントと考えられていました。構造的および機能的観点から、ゲノム中のトランスポゾンの相互作用および影響を同定することが可能であったので、80年代以降、この見方は変わり始めた。.

これらの理由のために、要素の移動性はある場合には有害であるかもしれないが、それは有機体の集団にとって有利である - 「有用な寄生虫」に類似している。.

一般的な特徴

トランスポゾンは、ゲノム（「宿主」ゲノムと呼ばれる）内を移動する能力を有し、一般に動員プロセス中にそれ自体のコピーを作り出すＤＮＡの個別の断片である。トランスポゾン、それらの特性およびゲノムにおけるそれらの役割の理解は、長年にわたって変化してきました.

何人かの著者は、「転移因子」は異なる特性を持つ一連の遺伝子を表すための包括的な用語であると考えています。これらのほとんどはそれらの転置に必要なシーケンスだけを持っています.

全員がゲノムを通って移動することができるという特徴を共有しているが、ある人は自分自身のコピーを元のサイトに残すことができ、それによってゲノム内の転移可能な要素が増加する。.

豊富

さまざまな生物（微生物、植物、動物など）の配列決定により、転移可能な要素がすべての生物に実質的に存在することが示されています.

トランスポゾンは豊富です。脊椎動物のゲノムでは、それらは生物のすべての遺伝物質の4〜60％を占めており、両生類および特定の魚群では、トランスポゾンは非常に多様です。トランスポゾンがこれらの植物のゲノムの80％以上を構成する、トウモロコシのような極端な場合があります.

ヒトでは、転移因子はゲノム内で最も豊富な成分と考えられており、その存在量はほぼ50％です。それらの顕著な豊富さにもかかわらず、それらが遺伝的レベルで果たす役割は十分に解明されていない。.

この比較図を作るために、コーディングＤＮＡ配列を考慮に入れよう。これらはメッセンジャーRNAに転写され、最終的にタンパク質に翻訳されます。霊長類では、コーディングDNAはゲノムの2％しかカバーしていません。.

トランスポゾンの種類

一般に、転移因子はそれらがゲノムによって動員される方法に従って分類される。このように、クラス1の要素とクラス2の要素という2つのカテゴリがあります。.

クラス1の要素

ゲノムのDNA要素はRNAのコピーに転写されるため、それらはRNA要素とも呼ばれます。次に、RNAコピーは、宿主のゲノムの標的部位に挿入されている別のDNAに変換されます。.

それらの動きはRNAからDNAへの遺伝情報の逆流によって与えられるので、それらはレトロ要素としても知られています。.

ゲノム内のこの種の要素の数は膨大です。例えば、 アル ヒトゲノム内.

転置は複製型である、すなわち、配列は現象の後に無傷のままである。.

クラス2の要素

クラス2の要素はDNA要素として知られています。このカテゴリには、仲介者を必要とせずに、ある場所から別の場所へ自分自身で移動するトランスポゾンがあります。.

転置は、クラスIの要素の場合のように、複製型である場合もあれば、保守的な場合もあります。つまり、要素はイベント内で分割されるため、転置可能要素の数は増えません。 Barbara McClintockが発見したアイテムはクラス2に属していました.

転置がホストに与える影響?

すでに述べたように、トランスポゾンは同じ染色体内を移動したり、別の染色体に移動したりする要素です。しかし、私たちは自分自身にどうやって フィットネス 転置イベントによる個人のこれは基本的に要素が転置される領域に依存します.

したがって、動員は、遺伝子を不活性化する、遺伝子発現を調節する、または非合法的組換えを誘導することによって、宿主にプラスまたはマイナスの影響を及ぼす可能性がある。.

あれば フィットネス 宿主の生存率が劇的に低下すると、この事実はトランスポゾンに影響を及ぼします、なぜなら生物の生存はそれの永続化にとって重要だからです。.

このため、転置による悪影響を軽減し、バランスをとるのに役立つ特定の戦略が、ホスト内およびトランスポゾン内で確認されています。.

例えば、いくつかのトランスポゾンはゲノムに必須ではない領域に挿入されなければならない。したがって、ヘテロクロマチン領域の場合のように、系列の影響はおそらく最小限になります。.

宿主側では、戦略には、転移因子の発現を減少させるDNAメチル化が含まれる。さらに、いくつかの干渉RNAがこの研究に寄与し得る。.

遺伝的影響

転位は、2つの基本的な遺伝的影響をもたらします。まず、それらは突然変異を引き起こします。例えば、マウスにおける全遺伝子変異の10％はレトロエレメントの転位の結果であり、その多くはコード領域または調節領域である。.

第二に、トランスポゾンは非合法的組換えの事象を促進し、その結果一般に遺伝物質の欠失を伴う遺伝子または染色体全体の再構成をもたらす。このようにして、ヒトの遺伝的障害（遺伝性白血病など）の0.3％が発生したと推定されています.

それはの減少が信じられています フィットネス 有害な変異による宿主の感染は、転移因子がすでに存在するよりも豊富ではない主な理由です。.

転置要素の機能

もともと、トランスポゾンは宿主に機能を持たない寄生虫ゲノムであると考えられていました。今日では、ゲノムデータの利用可能性のおかげで、その可能な機能およびゲノムの進化におけるトランスポゾンの役割により多くの注意が払われてきた。.

いくつかの推定上の調節配列は、転移因子に由来し、いくつかの脊椎動物系譜に保存されているだけでなく、いくつかの進化的新規性に関与している.

ゲノム進化における役割

最近の研究によると、トランスポゾンは有機体のゲノムの構造と進化に大きな影響を与えました。.

小規模では、トランスポゾンは連鎖群における変化を媒介することができるが、それらはまた欠失、重複、逆位、重複および転座などのゲノム変異におけるかなりの構造変化などのより関連性のある効果を有し得る。.

トランスポゾンは、真核生物におけるゲノムのサイズおよびそれらの構成を形作ってきた非常に重要な因子であると考えられている。実際、ゲノムのサイズと転移因子の含有量の間には線形の相関関係があります。.

例

トランスポゾンは適応進化にもつながる可能性があります。トランスポゾンの寄与の最も明確な例は、胎盤および哺乳類の脳における免疫系の進化および非コード要素を介した転写調節です。.

脊椎動物の免疫系において、多数の抗体のそれぞれは、３つの配列（Ｖ、ＤおよびＪ）を有する遺伝子によって産生される。これらの配列はゲノム内では物理的に分離されていますが、免疫応答の際にはVDJ組換えとして知られるメカニズムを介して結合します。.

1990年代後半に、VDJの結合に関与するタンパク質が遺伝子でコードされていることを研究者のグループが発見 RAG1 そして RAG2. これらはイントロンを欠いており、DNA標的における特定の配列の転位を引き起こす可能性があります.

イントロンの欠如は、メッセンジャーＲＮＡの逆転移により誘導される遺伝子の共通の特徴である。この研究の著者らは、脊椎動物の免疫系は遺伝子の祖先を含むトランスポゾンのおかげで生じることを示唆しています RAG1 そして RAG2.

哺乳類の系統には約20万回の挿入が含まれていると推定されている.

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