Что такое транспозоны?

Транспозоны, также называемые транспонируемыми элементами (TE) или «прыгающими генами», представляют собой генетические паттерны, которые перемещаются от одного размещения генома к другому. TE обычно обнаруживаются в последовательностях дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) живых организмов, включая людей и растения. Изменение местоположения транспозонов в генетической структуре может иногда вызывать мутации или видимые дефекты.

Первоначально в начале 1930-х годов Барбара МакКлинток и Маркус Роудс открыли перемещаемые элементы. До этого открытия ученые считали, что ДНК была стабильной и неизменной. Изучение транспозонов значительно улучшило понимание того, как генетические факторы могут влиять на организм. Хотя эти новаторские исследования не были сразу приняты, работа МакКлинтока принесла ей Нобелевскую премию в 1983 году.

Есть два основных варианта транспозонов. Транспозоны класса II состоят из ДНК, которая перемещается из одного генетического местоположения в другое прямым образом, подобно тому, как «копировать и вставлять» буквы из одной области предложения в другое место. Альтернативно, транспозоны класса I имеют дополнительный этап в процессе дублирования, копируя паттерн ДНК на рибонуклеиновую кислоту (РНК), а затем превращая его обратно в ДНК в другом месте. Транспозон I класса иногда называют «ретротранспозоном», что означает, что каждый сегмент генетической информации должен быть декодирован из РНК, прежде чем он может быть вставлен в новое место.

Ученые не до конца понимают пользу или назначение транспонируемых элементов на начало 2012 года. На самом деле, многие эксперты называют их «мусорной» ДНК, потому что они, кажется, не улучшают качество организма-хозяина. Некоторые ученые предполагают, что разнообразие, вызванное перемещаемыми элементами, важно для естественного отбора; однако, нет никаких доказательств того, что это правда.

Пока продолжается изучение преимуществ, физические изменения, вызванные TE, легко наблюдать. Например, генетические мутации, вызванные перемещаемыми элементами, можно увидеть в «индийской» разновидности кукурузы. Каждый транспозон создает неокрашенное ядро. Образцы темных и светлых мутировавших ядер придают початку мозаичный вид. Эти паттерны гена транспозона не наносят вреда растению, но придают ему обесцвеченный вид.

Некоторые исследователи надеются использовать транспонируемые элементы для позитивного изменения генетических структур. Управляя каждым транспозоном, ученые могут предотвратить нежелательные мутации. Способность влиять на мутации на генетическом уровне может привести к крупным прорывам в лечении и профилактике заболеваний.