Co je to převoditelný prvek?
Transponovatelný prvek neboli transposon je mobilní část genetického materiálu. Tyto sekvence kyseliny deoxyribonukleové (DNA) se buď replikují několikrát v rámci genomu, nebo se pohybují v původní formě. Díky své schopnosti vytvářet nové geny jsou transponovatelné prvky považovány za mutageny a jsou evolučním importním zařízením. Studují se transponovatelné prvky, které pomáhají lépe porozumět genetickým změnám a příčinám nemoci.
Americká vědkyně Barbara McClintocková poprvé objevila transponovatelný prvek na konci druhé světové války. Studovala metody reprodukce kukuřice nebo kukuřice se zaměřením na to, jak se mění chromozomy. Také vytvořila první genetickou mapu kukuřice. Její výzkum se zpočátku setkal se skepticismem. Teprve v roce 1983 získala za svou práci Nobelovu cenu.
První možný způsob mobility transponovatelného prvku je podobný funkci „kopírování a vložení“ v počítači. Tyto typy transponovatelných prvků jsou roztříděny do třídy I a někdy se nazývají retrotranspozony. V tomto replikačním režimu se používá meziprodukt ribonukleové kyseliny (RNA). Retrotranspozony jsou zvláště bohaté na rostliny a jiné eukaryoty nebo organismy s komplexními buňkami. Téměř polovina lidského genomu se skládá z této formy transponovatelného prvku.
DNA transpozony jsou druhým typem transponovatelného prvku, který je zařazen do třídy II. Spíše než použití meziproduktu RNA, prvky třídy II obecně používají enzymy v procesu podobném „řezání a vložení“. Enzymy jsou typy molekul, které pomáhají urychlit chemické reakce v organismu. DNA transpozony jsou v lidském genomu méně běžné než retrotranspozony, ale stále hrají důležitou roli v evoluci.
O transplantovatelných prvcích je známo, že způsobují nemoci. Hemofilie A a B, predispozice k rakovině a typ svalové dystrofie mohou být způsobeny touto změnou genetického materiálu. Pokud je transponovatelný prvek vložen do funkčního genu, může celý gen deaktivovat. Pokud je mezera v genu ponechána ukončujícím se DNA transpozonem, gen obvykle není správně opraven.
Buňky mají obvykle obranné mechanismy proti nadměrné genetické změně. Bakterie mohou pravidelně odstraňovat velké části svého genomu jako ochranu proti šíření virů a transponovatelných prvků. Eukaryoty mohou používat RNA molekuly ve svých buňkách k interferenci s transponovatelnou elementární aktivitou. Tato opatření jsou evoluční adaptace, která pomáhá udržet nové mutace pod kontrolou.
Vývoj transponovatelných prvků není dobře pochopen. Někteří věří, že tento jev vznikl na počátku evoluční historie života a byl předán pozdějšímu druhu. Jiní tvrdí, že prvky vznikly vícekrát nezávisle na sobě. Další možností je, že transponovatelné prvky se mohly vyvinout v poslední době a rozšířit se do různých forem života prostřednictvím procesu zvaného horizontální přenos genů. V každém případě jsou dnes transponovatelné prvky ve všech hlavních odvětvích života.