Co to jest element transpozycyjny?

Element transpozycyjny lub transpozon to mobilny kawałek materiału genetycznego.Te sekwencje kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA) są replikowane wielokrotnie w genomie, albo poruszane w pierwotnej formie.Ze względu na ich zdolność do tworzenia nowych genów elementy transpozycyjne są uważane za mutagenów i są urządzeniem importowym w ewolucji.Elementy transpozycyjne są badane, aby pomóc w lepszym zrozumieniu zmiany genetycznej i przyczyn choroby.

Amerykański naukowiec Barbara McClintock po raz pierwszy odkrył element transpozycyjny pod koniec drugiej wojny światowej.Badała metody reprodukcji kukurydzy lub kukurydzy, z naciskiem na to, jak zmieniają się chromosomy.Wyprodukowała także pierwszą mapę genetyczną dla kukurydzy.Jej badania początkowo spotkały się ze sceptycyzmem.Dopiero w 1983 roku otrzymała nagrodę Nobla za swoją pracę.

Pierwsza możliwa metoda mobilności elementu transpozycyjnego jest podobna do funkcji „Kopiuj i wklej” na komputerze.Tego rodzaju elementy transpozycyjne są klasyfikowane jako klasa I i czasami nazywane są retrotranspozonami.W tym trybie replikacji stosuje się pośrednik kwasu rybonukleinowego (RNA).Retrotranspozony są szczególnie obfite w roślinach i innych eukariotach lub organizmach z złożonymi komórkami.Prawie połowa ludzkiego genomu składa się z tej formy elementu transpozycyjnego.

Transpozony DNA są drugim rodzajem elementu transpozycyjnego, sklasyfikowanego jako klasa II.Zamiast używać pośredniego RNA, elementy klasy II zwykle używają enzymów w procesie podobnym do „cięcia i wklejania”.Enzymy to rodzaje cząsteczek, które pomagają przyspieszyć reakcje chemiczne w organizmie.Transpozony DNA są mniej powszechne w ludzkim genomie niż retrotranspozony, ale nadal odgrywają ważną rolę w ewolucji.

Elementy transpozycyjne powodują choroby.Hemofilia A i B, predyspozycje do raka i rodzaj dystrofy mięśniowej mogą być spowodowane przez tego rodzaju zmianą materiału genetycznego.Jeśli element transpozycyjny jest wstawiany do genu funkcjonalnego, może wyłączyć cały gen.Jeśli odstęp w genie pozostawia wyjściowy transpozon DNA, gen zwykle nie jest poprawnie naprawiany.

Komórki zwykle mają mechanizmy obronne przeciwko nadmiernej zmianie genetycznej.Bakterie mogą regularnie usuwać duże części swojego genomu jako ochronę przed propagacją wirusów i elementów transpozycyjnych.Eukarionty mogą wykorzystywać cząsteczki RNA w swoich komórkach, aby zakłócać aktywność elementu transpozycyjnego.Miary te są ewolucyjnymi adaptacjami, które pomagają kontrolować nowe mutacje.

Ewolucja elementów transpozycyjnych nie jest dobrze poznana.Niektórzy uważają, że zjawisko powstało wcześnie w ewolucyjnej historii życia i zostało przekazane późniejszym gatunkom.Inni twierdzą, że elementy powstały wiele razy niezależnie od siebie.Inną możliwością jest to, że elementy transpozycyjne mogły ewoluować ostatnio i rozprzestrzenić się na różne formy życia poprzez proces zwany poziomym transferem genów.W każdym razie elementy transpozycyjne znajdują się we wszystkich głównych oddziałach życia.