Полинтон
Полинтоны (также называемые ) представляют собой крупные ДНК- транспозоны , которые содержат гены, вирусным гомологичные белкам Mavericks , и которые часто встречаются в эукариот геномах . Впервые они были обнаружены в середине 2000-х годов и представляют собой самые крупные и сложные из известных транспозонов ДНК. Полинтоны кодируют до 10 отдельных белков и получили свое название от двух ключевых белков: ДНК полимеразы - ретровирусоподобной интегразы и . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
Характеристики
[ редактировать ]Типичный полинтон имеет размер около 15–20 тысяч пар оснований , хотя были описаны примеры размером до 40 КБ. [ 6 ] Полинтоны кодируют до 10 белков, ключевыми элементами которых являются ДНК-полимераза типа B и ретровирусоподобная , интеграза от которой они получили свое название. Полинтоны иногда называют «самосинтезирующими» транспозонами, поскольку они кодируют белки, необходимые для самовоспроизведения. [ 5 ] Большинство полинтонов также кодируют аденовирусоподобную гомологичные цистеиновую протеазу , FtsK -подобную АТФазу и белки, желеобразной складчатой структуре белков вирусного капсида . Присутствие предполагаемых капсидных белков позволило предположить, что полинтоны могут образовывать вирионы при некоторых условиях ; однако это не было продемонстрировано экспериментально. [ 3 ] [ 5 ] [ 7 ]
Последовательности Полинтона содержат терминальные инвертированные повторы, характерные для мобильных элементов, обычно порядка 100–1000 пар оснований. [ 3 ] Они также обладают последовательностью дублирования целевого сайта длиной 6 п.о. в сайте вставки. [ 6 ]
Распределение
[ редактировать ]Полинтоны были обнаружены у всех групп эукариот, кроме Archaeplastida (содержащих красные , зеленые водоросли , глаукофиты и наземные растения ). Особенно они распространены у униконтов — группы, в которую входят животные. [ 3 ] паразит Патогенный , имеет уникальный геном , Trichomonas vaginalis , вызывающий трихомониаз состоящий до 30% из полинтонов. [ 2 ]
Эволюция
[ редактировать ]
Ранние описания полинтонов определили, что они, вероятно, древние, возрастом не менее одного миллиарда лет и, возможно, связанные с ранним предком современных эукариот. [ 1 ] Филогенетический анализ известных последовательностей полинтонов подтверждает эту модель происхождения и предполагает, что передача полинтонов в основном вертикальная. [ 6 ] (хотя горизонтальном переносе генов полинтона сообщалось о [ 9 ] ).
Эволюционные взаимоотношения между полинтонами, двухцепочечными ДНК-вирусами и эгоистичными генетическими элементами сложны. Первые описания полинтонов связали их по последовательностному родству с линейными плазмидами , бактериофагами и аденовирусами . [ 1 ] Совсем недавно были выявлены родственные связи между полинтонами, вирофагами и гигантскими вирусами . Все чаще полагают, что полинтоны образуют один из компонентов сложной генетической сети, связывающей эгоистичные генетические элементы в геномах эукариот с вирусами с двухцепочечной ДНК. Посредством гомологии хотя бы в одном, а обычно в нескольких генах полинтоны эволюционно связаны с линейными плазмидами , вирофагами (особенно вирофагами Mavirus , семейства Lavidaviridae ), гигантскими вирусами ( Megavirales ), транспозонами Ginger 1 , транспозонами Tlr1 , трансповиронами , эукариотическими вирусами семейства . Adenoviridae и бактериофаги семейства Tectiviridae . [ 3 ] [ 5 ] [ 8 ]
Класс вирусов Maveriviricetes назван в честь их сходства с транспозонами Maverick/Polinton. Все упомянутые вирусы объединены под названием Bamfordvirae из-за их двойного желеобразного капсида. [ 10 ] Некоторые полинтоноподобные вирусы (PLV), отличные от Tlr1, также были идентифицированы, но их еще предстоит отнести к таксону (предположительно под Maveriviricetes). [ 3 ]
Открытие и номенклатура
[ редактировать ]Гигантские мобильные элементы были первоначально обнаружены в середине 2000-х годов, когда было описано новое семейство ретровирусоподобных . интеграз белков- [ 11 ] о которых в 2005 году сообщалось в виде мобильных элементов, получивших название Mavericks Седрика Фешотта и Эллен Притэм. [ 2 ] [ 12 ] Перекрывающийся класс мобильных элементов был описан в 2006 году под названием полинтоны , происходящий от ключевых белков полимеразы и интегразы , Владимиром Капитоновым и Ежи Юркой . [ 1 ] Оба термина продолжают широко использоваться. [ 3 ] [ 6 ]
Из-за их вирусных капсидоподобных белков и способности к самовоспроизведению было высказано предположение, что полинтоны способны образовывать вирионы и их правильно называть полинтовирусами . [ 7 ] Однако эта терминология еще не принята и ожидает экспериментального подтверждения гипотезы вириона. [ 3 ] [ 4 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Капитонов В.В.; Юрка, Дж. (14 марта 2006 г.). «Самосинтезирующие ДНК-транспозоны у эукариот» . Труды Национальной академии наук . 103 (12): 4540–4545. Бибкод : 2006PNAS..103.4540K . дои : 10.1073/pnas.0600833103 . ПМК 1450207 . ПМИД 16537396 .
- ^ Jump up to: а б с Притам, Эллен Дж.; Путливала, Тасним; Фешотт, Седрик (апрель 2007 г.). «Маверикс, новый класс гигантских мобильных элементов, широко распространенный у эукариот и родственный ДНК-вирусам». Джин . 390 (1–2): 3–17. дои : 10.1016/j.gene.2006.08.008 . ПМИД 17034960 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Крупович, Март; Кунин, Евгений В. (22 декабря 2014 г.). «Полинтоны: рассадник эукариотического вируса, транспозонов и эволюции плазмид» . Обзоры природы Микробиология . 13 (2): 105–115. дои : 10.1038/nrmicro3389 . ПМК 5898198 . ПМИД 25534808 .
- ^ Jump up to: а б Ютин, Наталья; Шевченко, София; Капитонов Владимир; Крупович, Март; Кунин, Евгений В. (11 ноября 2015 г.). «Новая группа разнообразных вирусов, подобных Полинтону, обнаруженная с помощью метагеномного анализа» . БМК Биология . 13 (1): 95. дои : 10.1186/s12915-015-0207-4 . ПМЦ 4642659 . ПМИД 26560305 .
- ^ Jump up to: а б с д Крупович, Март; Кунин, Евгений V (июнь 2016 г.). «Самосинтезирующие транспозоны: неожиданные ключевые игроки в эволюции вирусов и защитных систем» . Современное мнение в микробиологии . 31 : 25–33. дои : 10.1016/j.mib.2016.01.006 . ПМЦ 4899294 . ПМИД 26836982 .
- ^ Jump up to: а б с д Хаапа-Паананен, Сайя; Уолберг, Никлас; Савилахти, Харри (сентябрь 2014 г.). «Филогенетический анализ транспозонов Maverick/Polinton Giant в организмах». Молекулярная филогенетика и эволюция . 78 : 271–274. дои : 10.1016/j.ympev.2014.05.024 . ПМИД 24882428 .
- ^ Jump up to: а б Крупович, Март; Бэмфорд, Деннис Х; Кунин, Евгений В (2014). «Консервация основных и второстепенных белков желейного капсида в транспозонах Polinton (Maverick) позволяет предположить, что они являются настоящими вирусами» . Биология Директ . 9 (1): 6. дои : 10.1186/1745-6150-9-6 . ПМК 4028283 . ПМИД 24773695 .
- ^ Jump up to: а б Ютин, Наталья; Рауль, Дидье; Кунин, Евгений В (2013). «Вирофаги, полинтоны и трансповироны: сложная эволюционная сеть разнообразных эгоистичных генетических элементов с разными стратегиями размножения» . Вирусологический журнал . 10 (1): 158. дои : 10.1186/1743-422X-10-158 . ПМЦ 3671162 . ПМИД 23701946 .
- ^ Дюпюи, К.; Перике, Г.; Сербьель, К.; Безье, А.; Луи, Ф.; Дрезень, Дж. М. (31 марта 2011 г.). «Перенос хромосомного Maverick на эндогенный браковирус у паразитоидной осы». Генетика . 139 (4): 489–496. дои : 10.1007/s10709-011-9569-x . ПМИД 21451967 . S2CID 20901926 .
- ^ Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж.Х. (октябрь 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполнив все основные таксономические ранги, для ДНК-вирусов, кодирующих основные капсидные белки типа вертикального желеобразного рулона» . Предложение ICTV (Taxoprop) : 2019.003G. дои : 10.13140/RG.2.2.14886.47684 .
- ^ Гао, X; Войтас, Д. (март 2005 г.). «Семейство эукариотических генов, связанных с интегразами ретроэлементов». Тенденции в генетике . 21 (3): 133–137. дои : 10.1016/j.tig.2005.01.006 . ПМИД 15734571 .
- ^ Фешотт, К; Притам, Э. (октябрь 2005 г.). «С-интегразы немлекопитающих кодируются гигантскими мобильными элементами». Тенденции в генетике . 21 (10): 551–552. дои : 10.1016/j.tig.2005.07.007 . ПМИД 16084623 .