Презентация на тему Мобильные генетические последовательности

и копийность в геноме.
МГЭ – это фрагмент двунитевой молекулы

ДНК, часть генома организма-хозяина, способная к самовоспроизведению, независимо от воспроизведения остального генома

в определенные сайты встраивания молекул ДНК-мишеней и обеспечивая тем

самым рекомбинацию между ДНК мобильного элемента и ДНК-мишенью.

строению и способу перемещения:
Транспозоны, например, Tn5;
Инсерционные элементы, например, IS1603;
ДНК

- транспозоны;
Ретротранспозоны;
Плазмиды, например, половой фактор кишечной палочки (F – плазмида)
Бактериофаги, например, Mu, интегрирующиеся случайно в участки генома;

IS-elements) [лат. inserto — вставлять, вкладывать] — простейшие транспозоны, мобильные нуклеотидные последовательности

генома прокариот длиной от 700 до 1500 п.н., которые содержат на концах инвертированные повторы (несколько десятков п.н.) и не содержат никаких генов, кроме тех, которые необходимы для их перемещения (транспозиции) по геному.

Центральная часть кодирует белок транспозазу – ключевой белок транспозиции.

повторам;
2 – вырезанный транспозазой МГЭ;
3 – ступенчатый

разрывы в сайте встраивания ДНК-мишени с образованием «липких концов», осуществляемые транспозазой;
4 – вшивание МГЭ в молекулу ДНК-мишени;
5 – достраивание прямых повторов ДНК-полимеразой и ДНК-лигазой.

отношения к транспозиции (чаще всего гены устойчивости к антибиотикам). Собственно

транспозоны можно в свою очередь разделить на следующие группы 1)  Сложные транспозоны (семейство Tn3) – короткие ИП на концах, делают в ДНК-мишени ДПП из 5 п.н. и перемещаются по механизму репликативной транспозиции.  2) Составные транспозоны (Tn5, Tn9, Tn10) с длинными ИП, представляющими собой различные IS-элементы. Длина ДПП обычно 9 п.н.

ИП (35-50 п.н.), перемещающимися с помощью репликативной транспозиции и образующими ДПП

(дуплицированными прямыми повторами) из 5 п.н.  У самого Tn3 центральная часть содержит гены транспозазы, резолвазы и бета-лактамазы bla(обеспечивает устойчивость к антибиотикам пенициллинового ряда). Ген транспозазы tnA кодирует большой белок из примерно 1000 а.о., ген резолвазы tnR кодирует белок из 185 а.о. Гены транспозазы и резолвазы транскрибируются в противоположных направлениях с промоторов, расположенных в межгенном пространстве длиной 170 п.н. В межгенном пространстве находится и сайт res, по которому происходит разрешение коинтегратов. Транскрипции генов резолвазы и транспозазы конкурируют друг с другом, и ген резолвазы выступает как ген-регулятор гена транспозазы. К семейству Tn3 относятся Tn1, Tn1000 и др. 

в новое место. При этом 2 молекулы транспозазы связываются

с концами мобильного элемента и делают разрывы одновременно в обеих цепях ДНК на концах мобильного элемента и в ДНК-мишени. Далее транспозаза сводит вместе концы мобильного элемента и ДНК-мишень, 3-OH-концы элемента соединяются с 5-Р-концами ДНК-мишени, а между 3’-OH-концами ДНК-мишени и 5’-Р- концами элемента образуется брешь, которая заполняется с помощью репаративного синтеза ДНК, в результате чего на концах мобильного элемента возникают ДПП строго фиксированной длины. 

навстречу стрелками. Дочерние нити ДНК после репликации изображены разными

цветами. Внизу на схеме направленные навстречу стрелки указывают положение транспозона в районе "красной" двойной спирали. Синими стрелками изображен синтез комплементарных нитей

фермент обратная транскриптаза (ревертаза) и РНК-копия элемента в качестве

интермедиата. Ретроэлементы подразделяются на 2  группы: 1) Ретротранспозоны с длинными прямыми концевыми повторами (ДКП) (класс I.1 ). Их структура соответствует ДНК-копиям геномов ретровирусов позвоночных, которые также являются мобильными элементами.  2) Ретроэлементы (класс I.2 ), не содержащие повторов на концах (некоторые авторы используют для них название «ретропозоны»). 

включающей РНК-интермедиат.  С геномной ДНК элемента транскрибируется РНК-копия, но уже

с короткими концевыми повторами, с нее путем обратной транскрипции синтезируется ДНК-копия с ДКП, которая встраивается в новое место с помощью интегразы.  Интеграция ретротранспозонов с ДКП происходит по механизму, идентичному с нерепликативной транспозицией у прокариот.

размер – тоже около 5-6 т.п.н., но на концах они

не имеют повторов. На 3’-конце они содержат небольшую последовательность поли-A. Прямых повторов в ДНК-мишени они либо не образуют, либо делают не всегда, и, если делают, то нерегулярной длины. Ретротранспозоны класса II можно разделяют на 2 типа:  LINE (long interspersed nuclear elements) и SINE (short interspersed nuclear elements) – длиной 200-300 п.н., которые не кодируют никаких белков и не способны к самостоятельному перемещению, а перемещаются, по-видимому, за счет элементов LINE. 

прикрепляется к концу ДНК-мишени в точке разрыва. На матрице

РНК-копии с помощью обратной транскриптазы строится ее ДНК-копия. Свободная группа 3’-OH в точке разрыва используется как праймер для обратной транскриптазы. Потом РНК-копия удаляется с помощью РНКазы H, клеточная репаративная система достраивает вторую цепь ДНК, которая оказывается интегрирированной в реципиентную ДНК. При этом на концах встроенного элемента могут возникать ДПП различной длины. 

соответствующий аппарат LINE.