Que sont les types, les caractéristiques, les caractéristiques

Que sont les transposons?

Les Transposons o Les éléments transpononables sont des fragments d'ADN qui peuvent changer leur emplacement dans le génome. L'événement de voyage est appelé transposition et peut le faire d'une position à une autre, dans le même chromosome, ou changer de chromosome. Ils sont présents dans tous les génomes et en un montant important. Ont été largement étudiés dans les bactéries, dans les levures, en Drosophile Et en maïs.

Ces éléments sont divisés en deux groupes, en tenant compte du mécanisme de transposition de l'élément. Ainsi, nous avons des rétrotransposons qui utilisent un intermédiaire d'ARN (acide ribonucléique), tandis que le deuxième groupe utilise un intermédiaire d'ADN. Ce dernier groupe est des transposons Sensus stricto.

Une classification plus récente et plus détaillée utilise la structure générale des éléments, l'existence de raisons similaires et l'identité et les similitudes de l'ADN et des acides aminés. De cette façon, les sous-classes, les superfamilles, les familles et les sous-familles d'éléments transpononables sont définis.

Caractéristiques générales

Les transposons sont des fragments discrets d'ADN qui ont la capacité de se mobiliser à l'intérieur d'un génome (appelé génome "invité"), créant généralement des copies de lui-même pendant le processus de mobilisation. La compréhension des transposons, de leurs caractéristiques et de leur rôle dans le génome, a changé au fil des ans.

Certains auteurs considèrent qu'un «élément transponable» est un parapluie pour désigner une série de gènes avec des caractéristiques diverses. La plupart d'entre eux n'ont que la séquence nécessaire pour leur transposition.

Bien que tout le monde partage la caractéristique de pouvoir se déplacer dans le génome, certains peuvent laisser une copie d'eux-mêmes dans le site d'origine, conduisant à l'augmentation des éléments transpononables du génome du génome.

Abondance

Le séquençage de différents organismes (micro-organismes, plantes, animaux, entre autres) a montré que les éléments transponables existent pratiquement dans tous les êtres vivants.

Les transposons sont abondants. Dans les génomes vertébrés, ils occupent de 4 à 60% de tout le matériel génétique de l'organisme, et chez les amphibiens et dans un certain groupe de poissons, les transposons sont extrêmement divers. Il y a des cas extrêmes, comme le maïs, où les transposons constituent plus de 80% du génome de ces plantes.

Chez l'homme, les éléments transpononables sont considérés comme les composants les plus abondants du génome, avec une abondance de près de 50%. Malgré son abondance remarquable, le rôle qu'ils jouent au niveau génétique n'ont pas été totalement élucidés.

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Pour faire cette figure comparative, prenons en compte les séquences d'ADN codantes. Ceux-ci sont transcrits dans un ARN messager qui se traduit enfin par une protéine. Chez les primates, l'ADN codant ne couvre que 2% du génome.

Types de transposons

Généralement, les éléments transpononables sont classés en fonction de la façon dont ils se mobilisent par le génome. Ainsi, nous avons deux catégories: les éléments de la classe 1 et ceux de la classe 2.

Éléments de classe 1

Ils sont également appelés éléments d'ARN, car l'élément d'ADN dans le génome est transcrit dans une copie de l'ARN. Ensuite, la copie de l'ARN devient un autre ADN qui est inséré dans le site du génome de l'hôte blanc.

Ils sont également connus sous le nom de rétro-éléments, car leur mouvement est donné par le flux inverse des informations génétiques, de l'ARN à l'ADN.

Le nombre de ce type d'éléments dans le génome est énorme. Par exemple, séquences Alu Dans le génome humain.

La transposition est du type réplicatif, c'est-à-dire que la séquence est intacte après le phénomène.

Éléments de classe 2

Les éléments de classe 2 sont appelés éléments d'ADN. Dans cette catégorie, les transposons qui se déplacent d'un endroit à un autre entrent, sans avoir besoin d'un intermédiaire.

La transposition peut être de type réplicatif, comme dans le cas des éléments de la classe I, ou il peut être conservateur: l'élément est craché sur l'événement, donc le nombre d'éléments transpononables n'augmente pas. Les éléments découverts par Barbara McClintock appartenaient à la classe 2.

Comment la transposition de l'invité affecte-t-elle?

Comme nous l'avons mentionné, les transposons sont des éléments qui peuvent se déplacer dans le même chromosome, ou sauter à un autre. Cependant, nous devons nous demander comment le aptitude de l'individu en raison de l'événement de transposition. Cela dépend essentiellement de la région où l'élément est transposé.

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Ainsi, la mobilisation peut affecter positivement ou négativement l'invité, soit en inactivant un gène, une expression de gène modulaire ou en induisant une recombinaison illégitime.

Si il aptitude L'invité est considérablement réduit, ce fait aura des effets sur le transposon, car la survie de l'organisme est essentielle pour sa perpétuation.

Par conséquent, certaines stratégies de l'hôte et du transposon ont été identifiées qui contribuent à réduire l'effet négatif de la transposition, en parvenant à établir un équilibre.

Par exemple, certains transposons doivent être insérés dans des régions qui ne sont pas essentielles dans le génome. Ainsi, l'impact probablement minimal de la série, comme dans les régions d'hétérochromatine.

De la part de l'invité, les stratégies incluent la méthylation de l'ADN, qui parvient à réduire l'expression de l'élément transpononable. De plus, certains ARN d'interférence peuvent contribuer à ce travail.

Effets génétiques

La transposition conduit à deux effets génétiques fondamentaux. Premièrement, ils provoquent des mutations. Par exemple, 10% de toutes les mutations génétiques de la souris sont le résultat de transpositions de rétro-élément, beaucoup d'entre elles sont des régions codantes ou régulatrices.

Deuxièmement, les transposons proposent des événements de recombinations illégitimes, entraînant la reconfiguration des gènes ou des chromosomes entiers, ce qui conduit généralement aux suppressions du matériel génétique. On estime que 0,3% des troubles génétiques chez l'homme (comme la leucémie héréditaire) ont émergé de cette manière.

On pense que la réduction de aptitude de l'hôte en raison des mutations délétères est la principale raison pour laquelle les éléments transpononables ne sont pas plus abondants qu'ils ne le sont déjà.

Fonctions des éléments transponibles

À l'origine, on pensait que les transposons étaient des génomes de parasites qui ne possédaient aucune fonction chez leurs hôtes. Aujourd'hui, grâce à la disponibilité des données génomiques, plus d'attention a été accordée à leurs fonctions possibles et au rôle des transposons dans l'évolution des génomes.

Certaines séquences de régulation putative ont été dérivées d'éléments transpononables et ont été conservés dans diverses lignées de vertébrés, en plus d'être responsables de plusieurs nouveautés évolutives.

Rôle dans l'évolution des génomes

Selon des recherches récentes, les transposons ont eu un impact significatif sur l'architecture et l'évolution des génomes des êtres organiques.

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À petite échelle, les transposons sont capables de médiation des changements dans les groupes de liaison, bien qu'ils puissent également avoir des effets plus pertinents tels que des changements structurels considérables dans la variation génomique, tels que les suppressions, les duplications, les investissements, les duplications et les translocations.

Il est considéré que les transposons ont été des facteurs très importants qui ont façonné la taille des génomes et leur composition dans les organismes eucaryotes. En fait, il existe une corrélation linéaire entre la taille du génome et le contenu des éléments transpononables.

Exemples

Les transposons peuvent également conduire à une évolution adaptative. Les exemples les plus clairs de la contribution des transposons sont l'évolution du système immunitaire et la régulation transcriptionnelle via des éléments non codants dans le placenta et dans le cerveau des mammifères.

Dans le système immunitaire des vertébrés, chacun du grand nombre d'anticorps est produit au moyen d'un gène avec trois séquences (V, D et J). Ces séquences sont physiquement séparées dans le génome, mais elles viennent se joindre à la réponse immunitaire à travers un mécanisme connu sous le nom de recombinaison VDJ.

À la fin des années 90, un groupe de chercheurs a découvert que les protéines responsables de l'Union VDJ étaient codées avec les gènes Rag1 et Rag2. Ceux-ci manquaient d'introns et pouvaient provoquer la transposition de séquences spécifiques dans des cibles d'ADN.

L'absence d'introns est une caractéristique commune des gènes dérivés par rétrotransposition d'un ARN messager. Les auteurs de cette étude ont déclaré que le système immunitaire des vertébrés est apparu grâce à des transposons contenant l'ancêtre des gènes Rag1 et Rag2.

On estime qu'environ 200.000 insertions ont été déposées dans la lignée des mammifères.

Les références

1. Griffiths, un. J., Wessler, s. R., Lewontin, R. C., Gelbart, w. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). Une introduction à l'analyse génétique. Macmillan.
2. Kidwell, m. g., & Lisch, D. R. (2000). Éléments transposables et évolution du génome de l'hôte. Tendances de l'écologie et de l'évolution, quinze(3), 95-99.