Τι είναι ένα μεταφερόμενο στοιχείο;

Ένα μεταφερόμενο στοιχείο, ή transposon, είναι ένα κινητό κομμάτι γενετικού υλικού.Αυτές οι αλληλουχίες δεοξυριβονουκλεϊνικού οξέος (DNA) είτε αναπαράγονται πολλές φορές μέσα σε ένα γονιδίωμα είτε μετακινούνται γύρω από την αρχική μορφή.Λόγω της ικανότητάς τους να δημιουργούν νέα γονίδια, τα μεταφερόμενα στοιχεία θεωρούνται μεταλλαξιογόνα και αποτελούν συσκευή εισαγωγής στην εξέλιξη.Τα μεταφερόμενα στοιχεία μελετώνται για να βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση της γενετικής αλλαγής και των αιτίων της νόσου.

Ο Αμερικανός επιστήμονας Barbara McClintock ανακάλυψε για πρώτη φορά το μεταφερόμενο στοιχείο γύρω από το τέλος του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου.Σπούδασε τις μεθόδους αναπαραγωγής του αραβοσίτου ή του καλαμποκιού, με έμφαση στο πώς αλλάζουν τα χρωμοσώματα.Παράγει επίσης τον πρώτο γενετικό χάρτη για το καλαμπόκι.Η έρευνά της συναντήθηκε αρχικά με σκεπτικισμό.Μόλις το 1983 της απονεμήθηκε βραβείο Νόμπελ για το έργο της.

Η πρώτη δυνατή μέθοδος κινητικότητας για ένα μεταφερόμενο στοιχείο είναι παρόμοια με τη λειτουργία "αντιγραφής και επικόλλησης" σε έναν υπολογιστή.Αυτοί οι τύποι μεταφερόμενων στοιχείων κατηγοριοποιούνται ως κλάση Ι και μερικές φορές ονομάζονται ρετροτρανσποζόνια.Χρησιμοποιείται ένας ενδιάμεσος ριβονουκλεϊνικός οξύς (RNA) σε αυτόν τον τρόπο αναπαραγωγής.Οι ρετροτρανσποζόνες είναι ιδιαίτερα άφθονες σε φυτά και άλλους ευκαρυώτες ή οργανισμούς με σύνθετα κύτταρα.Σχεδόν το ήμισυ του ανθρώπινου γονιδιώματος αποτελείται από αυτή τη μορφή μεταφερόμενων στοιχείων.

Οι τρανσποζόνια ϋΝΑ είναι ο δεύτερος τύπος μεταφερόμενου στοιχείου, που κατηγοριοποιείται ως κλάση II.Αντί να χρησιμοποιείτε ένα ενδιάμεσο RNA, τα στοιχεία της κατηγορίας ΙΙ χρησιμοποιούν γενικά ένζυμα σε μια διαδικασία παρόμοια με την "κοπή και επικόλληση".Τα ένζυμα είναι τύποι μορίων που βοηθούν στην επιτάχυνση των χημικών αντιδράσεων σε έναν οργανισμό.Τα τρανσποζόνια ϋΝΑ είναι λιγότερο συχνές στο ανθρώπινο γονιδίωμα από τους ρετροτρανσποζόνους, αλλά εξακολουθούν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη.

Τα μεταφερόμενα στοιχεία είναι γνωστό ότι προκαλούν ασθένειες.Η αιμοφιλία Α και Β, η προδιάθεση για τον καρκίνο και ένας τύπος μυϊκής δυστροφίας μπορεί να προκληθεί από αυτό το είδος αλλαγής σε γενετικό υλικό.Εάν ένα μεταφερόμενο στοιχείο εισάγεται σε ένα λειτουργικό γονίδιο, μπορεί να απενεργοποιήσει ολόκληρο το γονίδιο.Τα βακτήρια μπορούν να διαγράψουν τακτικά μεγάλα τμήματα του γονιδιώματος τους ως φρουρό ενάντια στη διάδοση των ιών και των μεταφερόμενων στοιχείων.Οι ευκαρυώτες μπορούν να χρησιμοποιούν μόρια RNA στα κύτταρα τους για να παρεμβαίνουν στη δραστηριότητα μεταβλητού στοιχείου.Αυτά τα μέτρα είναι εξελικτικές προσαρμογές που βοηθούν στη διατήρηση των νέων μεταλλάξεων υπό έλεγχο.

Η εξέλιξη των μεταφερόμενων στοιχείων δεν είναι καλά κατανοητή.Μερικοί πιστεύουν ότι το φαινόμενο προέκυψε νωρίς στην εξελικτική ιστορία της ζωής και μεταφέρθηκε σε μεταγενέστερα είδη.Άλλοι υποστηρίζουν ότι τα στοιχεία προέρχονται πολλές φορές ανεξάρτητα μεταξύ τους.Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι τα μεταφερόμενα στοιχεία θα μπορούσαν να εξελιχθούν πιο πρόσφατα και να εξαπλωθούν σε διαφορετικές μορφές ζωής μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται οριζόντια μεταφορά γονιδίων.Σε κάθε περίπτωση, τα μεταφερόμενα στοιχεία βρίσκονται σε όλους τους μεγάλους κλάδους της ζωής σήμερα.