Co je to transponovatelný prvek?

Trusovací prvek nebo transposon je mobilní kus genetického materiálu. Tyto sekvence kyseliny deoxyribonukleové (DNA) jsou buď replikovány několikrát v genomu nebo se pohybují v původní podobě. Vzhledem k jejich schopnosti vytvářet nové geny jsou transponovatelné prvky považovány za mutageny a jsou importním zařízením v evoluci. Studují se transponovatelné prvky, které pomáhají lépe porozumět genetické změně a příčinám onemocnění.

Americká vědec Barbara McClintock poprvé objevila transponovatelný prvek kolem konce druhé světové války. Studovala metody reprodukce kukuřice nebo kukuřice se zaměřením na to, jak se chromozomy mění. Vytvořila také první genetickou mapu pro kukuřici. Její výzkum se zpočátku setkal se skepticismem. Teprve v roce 1983 byla za její práci udělena Nobelova cena.

První možná metoda mobility pro transponovatelný prvek je podobná funkci „Kopírovat a vložit“ na výpočtur. Tyto typy transponovatelných prvků jsou kategorizovány jako třída I a někdy se nazývají retrotransposony. V tomto replikačním režimu se používá zprostředkovatel ribonukleové (RNA). Retrotranspozony jsou obzvláště hojné v rostlinách a jiných eukaryotech nebo organismech s komplexními buňkami. Téměř polovina lidského genomu se skládá z této formy transponovatelného prvku.

Transpozony DNA jsou druhým typem transponovatelného prvku, kategorizovaného jako třída II. Spíše než použití RNA meziproduktu, prvky třídy II obecně používají enzymy v procesu podobném „řezu a vložení“. Enzymy jsou typy molekul, které pomáhají urychlit chemické reakce v organismu. Transpozony DNA jsou v lidském genomu méně běžné než retrotranspozony, ale stále hrají důležitou roli v evoluci.

Je známo, že transponovatelné prvky způsobují onemocnění. Hemofilie A a B, predispozice k rakovině a tyPE svalové dystrofie může být způsobena tímto druhem změny genetického materiálu. Pokud je transponovatelný prvek vložen do funkčního genu, může deaktivovat celý gen. Pokud je mezera v genu ponechána vystupujícím DNA transpozonem, gen obvykle není správně opraven.

Buňky obvykle mají defenzivní mechanismy proti nadměrné genetické změně. Bakterie mohou pravidelně mazat velké části svého genomu jako stráž proti šíření virů a transponovatelných prvků. Eukaryoty mohou ve svých buňkách používat molekuly RNA k narušení aktivity transponovatelného prvku. Tato opatření jsou evoluční adaptace, které pomáhají udržet nové mutace pod kontrolou.

Vývoj transponovatelných prvků není dobře pochopen. Někteří věří, že tento jev vznikl na začátku evoluční historie života a byl předán pozdějším druhu. Jiní tvrdí, že prvky vzniklo několikrát nezávisle na sobě. Další možností je, že transponovatelnýPrvky se mohly vyvinout nedávno a rozšířit se do různých forem života procesem zvaným horizontální přenos genů. V každém případě se dnes ve všech hlavních odvětvích života nacházejí transponovatelné prvky.