Co to są transpozony?

Transpozony, zwane także elementami transpozycyjnymi (TE) lub „genami skaczącymi”, są wzorcami genetycznymi, które przemieszczają się z jednego miejsca genomu do drugiego. TE są powszechnie spotykane w sekwencjach kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) organizmów żywych, w tym ludzi i roślin. Zmiana lokalizacji transpozonów w strukturze genetycznej może czasami powodować mutacje lub widoczne skazy.

Początkowo elementy transponowalne odkryli Barbara McClintock i Marcus Rhoades na początku lat 30. XX wieku. Przed tym odkryciem naukowcy uważali, że DNA jest stabilne i niezmienne. Badanie transpozonów znacznie poprawiło zrozumienie wpływu czynników genetycznych na organizm. Chociaż te przełomowe badania nie zostały natychmiast zaakceptowane, praca McClintocka przyniosła jej Nagrodę Nobla w 1983 roku.

Istnieją dwie ogólne odmiany transpozonów. Transpozony klasy II składają się z DNA, który przemieszcza się z jednej lokalizacji genetycznej do drugiej w sposób bezpośredni, podobnie jak „kopiowanie i wklejanie” liter z jednego obszaru zdania w inne miejsce. Alternatywnie transpozony klasy I mają dodatkowy etap w procesie duplikacji, kopiując wzór DNA na kwas rybonukleinowy (RNA), a następnie przekształcając go z powrotem w DNA w innym miejscu. Transpozon klasy I jest czasem nazywany „retrotransposonem”, co oznacza, że ​​każdy segment informacji genetycznej musi zostać zdekodowany z RNA, zanim będzie można go wstawić w nowej lokalizacji.

Naukowcy nie do końca rozumieją korzyści lub cel elementów transponowalnych od początku 2012 r. W rzeczywistości wielu ekspertów określa je jako „śmieciowe” DNA, ponieważ nie wydają się poprawiać jakości organizmu gospodarza. Niektórzy naukowcy twierdzą, że różnorodność spowodowana przez elementy transpozycyjne jest ważna dla doboru naturalnego; nie ma jednak dowodów na to, że jest to prawda.

Podczas gdy badania nad korzyściami trwają, zmiany fizyczne spowodowane przez TE są łatwe do zaobserwowania. Na przykład mutacje genetyczne spowodowane przez elementy transpozycyjne można zobaczyć w „indyjskiej” odmianie kukurydzy. Każdy transpozon tworzy odbarwione jądro. Wzory ciemnych i jasnych zmutowanych jąder nadają kolbie wygląd mozaiki. Te wzory genów transpozonu nie szkodzą roślinie, ale nadają jej odbarwiony wygląd.

Niektórzy badacze mają nadzieję na wykorzystanie elementów transpozycyjnych w celu pozytywnej modyfikacji struktur genetycznych. Kontrolując każdy transpozon, naukowcy mogą być w stanie zapobiec występowaniu niepożądanych mutacji. Zdolność wpływania na mutacje na poziomie genetycznym może prowadzić do poważnych przełomów w leczeniu chorób i profilaktyce.