Mẹo nhỏ: Để tìm kiếm chính xác các bài viết của Vuihecungchocopie.vn, hãy search trên Google với cú pháp: "Từ khóa" + "vuihecungchocopie". (Ví dụ: công thức giải rubik 3x3 vuihecungchocopie). Tìm kiếm ngay
8 lượt xem

Gen nhảy là gì?

Bạn đang xem: Gen nhảy là gì? Tại Vuihecungchocopie                        

Bạn đang quan tâm đến Gen nhảy là gì? phải không? Nào hãy cùng Vuihecungchocopie đón xem bài viết này ngay sau đây nhé, vì nó vô cùng thú vị và hay đấy!

gen nhảy, Gen nhảy là gì, transposon, retrotransposon, LTR retrotransposon, non-LTR retrotransposon, yếu tố di truyền vận động, di truyền ngoại gen, DNA, transposable element,

Gen nhảy là gì?

Yếu tố vận động, hay “gen nhảy” , được phát hiện lần đầu tiên bởi barbara mcclintock vào những năm 1940; chúng có thể được gọi chung là transposon. Tại sao chuyển vị lại rất phổ biến ở sinh vật nhân chuẩn, và chúng là gì?

Phần tử có thể chuyển một lần, tes ), còn được gọi là “ gen nhảy “, là trình tự DNA di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác trong bộ gen.

Bạn đang xem: Transposon là gì

Những yếu tố này lần đầu tiên được xác định bởi nhà di truyền học Barbara McClintock thuộc Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor ở New York trong các thí nghiệm được tiến hành từ năm 1944 đến năm 1945. Bà đã công bố phát hiện của mình vào năm 1951, nhưng các nhà sinh vật học ban đầu nghi ngờ về phát hiện của McClintock.

Tuy nhiên, trong những thập kỷ tiếp theo, dường như không chỉ là “bước nhảy”, mà chúng có mặt ở gần như tất cả các sinh vật (sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn), và thường có số lượng tương đối lớn trong bộ gen. Ví dụ, tinh hoàn chiếm gần 50% bộ gen người và 90% bộ gen ngô (Sanmiguel, 1996).

Các loại Transposon

Ngày nay, các nhà khoa học biết rằng có nhiều loại bài kiểm tra khác nhau và nhiều cách để phân loại chúng.

Một trong những cách phân loại phổ biến hơn là sự chuyển vị giữa các tes yêu cầu phiên mã ngược (tức là phiên mã arn sang adn) và tes không yêu cầu. Phần tử đầu tiên còn được gọi là retrotransposons hoặc tes lớp 1 , trong khi nhóm thứ hai còn được gọi là dna transposons hoặc tes lớp 2 .

Các hệ thống ac / ds do mcclintock phát hiện thuộc nhóm thứ hai. Các nhóm tinh hoàn khác nhau được tìm thấy trong bộ gen của các sinh vật nhân chuẩn khác nhau (Hình 1).

dna transposon

Tất cả các tinh hoàn nguyên vẹn hoặc độc lập lớp 2 mã hóa các protein transposase yêu cầu chèn và phân cắt (Hình 2). Một số tinh hoàn này cũng mã hóa các protein khác.

Lưu ý rằng các transposon dna không bao giờ sử dụng các RNA trung gian – chúng luôn di chuyển theo cách của mình, tự cắt và chèn từ bộ gen bằng cơ chế gọi là “cắt và dán”.

Loại 2

te được xác định bởi các lần lặp lại ngược dòng (bậc) được định vị đầu cuối, có độ dài khoảng 9-40 bp (Hình 3). Một trong những vai trò của tir là nhận dạng các chuyển vị.

Ngoài ra, cả hai lớp 1 và 2 đều chứa cùng một trình tự lặp lại hai mặt (Hình 3). Những lần lặp lại theo cùng một hướng này không thực sự là sự phân chia của các te, thay vào đó, chúng đóng vai trò chèn các te vào DNA. Hơn nữa, sau khi một tÉ được cắt bớt, những lần lặp lại này sẽ để lại như “dấu chân”. Đôi khi những dấu chân này làm thay đổi biểu hiện gen ngay cả sau khi yếu tố vận động đã di chuyển đến vị trí khác trong bộ gen.

Ít hơn 2% bộ gen bao gồm nhóm 2 te. Điều này có nghĩa là hầu hết các phần tử vận ​​động thuộc về một lớp tes-retrotransposon khác (kazazian & amp; moran, 1998).

Retrotransposon

Không giống như các phần tử lớp 2, các phần tử lớp 1 – các retrotransposon – di chuyển nhờ hoạt động của các RNA trung gian.

Nói cách khác, tinh hoàn lớp 1 không mã hóa các transposase, thay vào đó, chúng tạo ra các bản sao RNA, sau đó dựa vào enzyme sao chép ngược để phiên mã ngược trình tự RNA thành DNA và sau đó chèn DNA mới vào vị trí đích.

Có hai loại

​​te 1 chính: ltr retrotransposons, được đặc trưng bởi sự hiện diện của các lần lặp lại đầu cuối dài (ltrs); và không phải ltr tes, không có trình tự lặp lại.

line1 (hoặc l1) và alu đều là dòng không phải ltr tes. Chiều dài trung bình của một phần tử l1 là khoảng 6 kb. Ngược lại, các phần tử alu thường chỉ chứa vài trăm nucleotide, vì vậy chúng được gọi là các phần tử chuyển động phân tán ngắn, hoặc các transposon phân tán ngắn, hoặc sin.

alu đặc biệt phong phú, có nguồn gốc từ các loài linh trưởng và nhân lên 1 triệu bản sao trên mỗi tế bào người trong một khoảng thời gian tương đối ngắn.

Xem thêm: Mơ quan hệ với người yêu là điềm gì

l1 cũng phổ biến trong bộ gen người, mặc dù số lượng bản sao của nó không nhiều bằng alu, nhưng kích thước lớn của nó có nghĩa là nguyên tố này chiếm khoảng 15% -17% trình tự bộ gen (kazazian & amp; moran, 1998 ; slotkin & martienssen, 2007).

Ở người, những bộ lọc không phải là nhóm chuyển vị duy nhất hoạt động; ltr retrotransposon và chuyển vị dna chỉ là những di vật cổ đại không thể di chuyển được nữa.

Các chuyển vị tự trị và không tự chủ

Bài kiểm tra Loại 1 hoặc Loại 2 có thể tự trị hoặc không.

Kiểm tra tự động có thể tự di chuyển, trong khi các yếu tố không tự chủ yêu cầu sự hiện diện của các kiểm tra khác để di chuyển.

Điều này là do yếu tố không tự chủ thiếu gen transposase và enzym phiên mã ngược cần thiết để chuyển vị. Ví dụ, ở sinh vật nhân sơ, các nguyên tố ac tự chủ vì chúng có thể tự di chuyển, trong khi các nguyên tố ds không tự chủ vì chúng phải phụ thuộc vào sự có mặt của ac.

dance gen làm gì (ngoài “dance”)?

Thực tế là gần một nửa bộ gen của con người được tạo thành từ tinh hoàn, với một phần lớn là l1 và alu, đặt ra một câu hỏi quan trọng: tất cả những gen nhảy này làm gì khác ngoài nhảy?

Những gì một transposon thực hiện phụ thuộc phần lớn vào vị trí của nó.

Nếu nó “hạ cánh” trên một gen, nó có thể gây ra đột biến, như đã được phát hiện khi l1 được chèn vào yếu tố mã hóa gen viii trong bệnh máu khó đông (kazazian và cộng sự, 1988).

Tương tự như vậy, một vài năm sau, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy l1 trong gen apc trong tế bào ung thư dạ dày, nhưng không có trong gen apc trong tế bào khỏe mạnh của cùng một bệnh nhân. Điều này khẳng định rằng l1 được chuyển vị trí trong tế bào động vật có vú và yếu tố này có thể đóng một vai trò trong sự phát triển bệnh (miki và cộng sự, 1992).

Chuyển đoạn câm

So với l1, hầu hết các tinh hoàn có vẻ im lặng – nói cách khác, các yếu tố này không gây ra tác động kiểu hình, cũng như chúng không hoạt động trong bộ gen. Ít nhất đó là sự đồng thuận của cộng đồng khoa học.

Một số tinh hoàn im lặng bị bất hoạt vì đột biến của chúng ảnh hưởng đến khả năng di chuyển; những tinh hoàn khác hoàn toàn nguyên vẹn và di động, nhưng được duy trì thông qua các cơ chế biểu sinh như methyl hóa DNA, tái cấu trúc nhiễm sắc và các miRNA bị bất hoạt.

Ví dụ, trong quá trình tái cấu trúc DNA, những thay đổi hóa học trong các protein liên kết với chất nhiễm sắc khiến chất nhiễm sắc co lại ở một số vùng nhất định của bộ gen và các gen và tinh hoàn trong vùng đó bị bất hoạt vì các bản sao đơn giản là không thể tiếp cận các gen khởi động.

Một ví dụ khác về chuyển vị im lặng liên quan đến thực vật, ở cây Arabidopsis.

Tập trung vào những cây này, các nhà nghiên cứu đã xác định được hơn 20 trình tự chuyển vị đột biến khác nhau (bao gồm cả một trình tự được phát hiện ở ngô).

Ở thực vật hoang dã, các trình tự này bị metyl hóa hoặc làm im lặng. Tuy nhiên, ở thực vật bị xóa hoàn toàn một hoặc nhiều gen liên quan đến methyl hóa, các transposon đã được phiên mã.

Hơn nữa, một số kiểu hình đột biến liên quan đến việc chèn transposon đã được xác định ở các cây thiếu methyl hóa (miura và cộng sự, 2001).

p>

Dựa trên những nghiên cứu này, các nhà khoa học biết rằng một số gen bị ngăn chặn bởi cơ chế biểu sinh; tuy nhiên, trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu tự hỏi liệu bản thân xét nghiệm có đóng một vai trò nào đó trong việc bất hoạt biểu sinh hay không.

Thật thú vị, Barbara McClintock là người đầu tiên đề xuất rằng tes có thể có vai trò điều tiết như vậy (Mclintock, 1951). Các nhà khoa học cũng phải mất nhiều thập kỷ thu thập bằng chứng để nghĩ rằng lý luận của McClintock có vẻ đúng.

Transposon có thể mã hóa siRNA để điều chỉnh sự im lặng của chính chúng

Xem thêm: Nhà Cung Ứng Là Gì? | Dragonteam Logistics

Bởi vì các transposon có thể phá hủy, không có gì đáng ngạc nhiên khi hầu hết các transposon trong bộ gen người đều im lặng, giữ cho bộ gen tương đối ổn định. Bất kể quy mô của bài kiểm tra.

Trên thực tế, các nhà nghiên cứu tin rằng 17% bộ gen của con người được mã hóa bởi các trình tự liên quan đến l1, chỉ có khoảng 100 l1 còn hoạt động.

Hơn nữa, các nhà khoa học tin rằng ngay cả với một vài thử nghiệm hoạt động còn lại này, sự ức chế không thể nhảy theo nhiều cách. Mặc dù đã khắc phục được tình trạng bất hoạt biểu sinh.

Ví dụ, trong tế bào người, các RNA can thiệp nhỏ (siRNA), còn được gọi là RNAi, ngăn chặn sự chuyển vị.

rnai là một cơ chế xảy ra tự nhiên thường được sinh vật nhân thực sử dụng để điều chỉnh sự biểu hiện của gen.

Điều thú vị trong trường hợp này là sự can thiệp của siRNA vào hoạt động của L1 bắt nguồn từ trình tự 5’UTR của LTR của L1. Cụ thể, 5’UTR của l1 mang một promoter đồng nghĩa cho gen l1 và một promoter đối kháng mã hóa RNA đối kháng.

yang và Kazazian (2006) xác định rằng điều này dẫn đến các trình tự tương đồng có thể lai ghép để tạo thành các phân tử RNA sợi đôi – những phân tử này đóng vai trò là chất nền cho rnai.

Hơn nữa, khi các nhà nghiên cứu ức chế cơ chế im lặng với siRNA, họ nhận thấy sự gia tăng phiên mã l1, cho thấy rằng phiên mã yếu tố l1 thực sự bị ức chế bởi siRNA.

Transposon không phải lúc nào cũng phá hủy

Không phải tất cả các toán tử chuyển tuyến đều có tác dụng có hại.

Trên thực tế, các transposon có thể thúc đẩy sự tiến hóa của bộ gen bằng cách tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển vị các trình tự bộ gen, xáo trộn các exon và sửa chữa các đứt gãy DNA sợi đôi.

Chèn thêm và chuyển đoạn cũng có thể thay đổi các vùng và kiểu hình điều hòa gen. Trên thực tế, kinesins không phải lúc nào cũng cắt hoàn hảo và có thể lấy đi một số trình tự bộ gen, dẫn đến hiện tượng gọi là xáo trộn exon.

Việc xáo trộn exon dẫn đến việc đặt các exon trước đây không liên quan bên cạnh nhau, thường là thông qua chuyển vị, có khả năng tạo ra các sản phẩm gen mới (moran và cộng sự, 1999).

Khả năng của các transposon trong việc tăng tính đa dạng di truyền, cùng với khả năng ngăn chặn gần như hoàn toàn hoạt động của bộ gen, đã dẫn đến sự cân bằng của tinh hoàn là một phần thiết yếu của quá trình tiến hóa và điều hòa gen ở tất cả các sinh vật có trình tự như vậy.

Tài liệu tham khảo

  • Bailey, j. Một, chờ đã. Bằng chứng phân tử cho mối quan hệ giữa các yếu tố hàng 1 và sự bất hoạt nhiễm sắc thể x: giả thuyết lặp lại Lyon. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia 97 , 6634-6639 (2000)
  • Fischott, c., et al. Các yếu tố chuyển vị thực vật: nơi di truyền và gen gặp nhau. Nature Reviews Genetics 3 , 329-341 (2002) (liên kết đến bài viết)
  • kazazian, h. h. Các yếu tố di chuyển: trình điều khiển của quá trình tiến hóa bộ gen. Science 303 , 1626-1632 (2004) doi: 10.1126 / science.1089670
  • kazazian, h. h., & amp; Moran L. V. Ảnh hưởng của retrotransposon l1 trên bộ gen người. Di truyền học tự nhiên 19 , 19-24 (1998) (liên kết đến bài viết)
  • kazazian, h. h. và cộng sự. Bệnh máu khó đông A gây ra bởi sự chèn vào de novo của trình tự L1 đại diện cho một cơ chế đột biến mới ở người. Nature 332 , 164-166 (1988) (liên kết đến bài viết)
  • koga, a., et al. Các chuyển vị DNA của động vật có xương sống là tác nhân đột biến tự nhiên: các yếu tố medaka tol2 góp phần vào sự biến đổi di truyền mà không xác định dấu vết. Sinh học phân tử và sự tiến hóa 23 , 1414-1419 (2006) doi: 10.1093 / molbev / msl003
  • McLean, tr. mcclintock và các yếu tố chuyển đổi một lần ac / ds của ngô, www.ndsu.nodak.edu/instruct/mcclean/plsc431/transelem/trans1.htm (1997)
  • Mclintock, b. Các trang web biến đổi ở ngô. Niên giám của Viện Carnegie ở Washington 50 , 174-181 (1951) (liên kết đến bài viết)
  • Miki, Y., et al. Việc chèn trình tự L1 tái phiên mã làm gián đoạn gen apc trong ung thư ruột kết. Nghiên cứu ung thư 52 , 643-645 (1992)
  • miura, a., et al. Huy động các transposon bằng cách loại bỏ các đột biến làm methyl hóa hoàn toàn DNA ở Arabidopsis thaliana. Nature 411 , 212-214 (2001) (liên kết đến bài viết)
  • Morland, j. v., v.v. Xáo trộn Exon bằng cách chuyển đổi lại vị trí l1. Science 283 , 1530-1534 (1999)
  • sanmiguel, p., et al. Retrotransposons được lồng trong các vùng liên gen của bộ gen ngô. Science 274 , 765-768 (1996)
  • Slotkin R. K., & amp; Mattison R. Các yếu tố khả chuyển và quy định biểu sinh của bộ gen. Nature Reviews Genetics 8 , 272-285 (2007) (liên kết đến bài viết)
  • Young, n., & amp; Cassazien R. h. Tái chuyển vị L1 bị ức chế bởi các RNA can thiệp nhỏ được mã hóa nội sinh trong các tế bào nuôi cấy của con người. Sinh học cấu trúc và phân tử tự nhiên 13 , 763-771 (2006) (liên kết đến bài viết)
  • Trích dẫn: Lời cầu nguyện, l. (2008) Transposons: gen nhảy. Giáo dục Tự nhiên 1 (1): 204

    Đọc thêm: Bí ẩn về bộ gen người

    Một dạng cấu trúc DNA mới trong tế bào sống

    Iceberg (biên dịch) tapchisinhhoc.com

    Xem thêm: PHƯƠNG PHÁP NÂNG CUNG CHÂN MÀY

    Công khai: VUIHECUNGCHOCOPIE.VN là trang web Tổng hợp Ẩm Thực - Game hay và Thủ Thuật hàng đầu VN, thuộc Chocopie Vietnam. Mời thính giả đón xem.

    Chúng tôi trân trọng cảm ơn quý độc giả luôn ủng hộ và tin tưởng!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *