Тн10
Tn 10 представляет собой мобильный элемент , представляющий собой последовательность ДНК , способную опосредовать собственное перемещение из одного положения ДНК организма-хозяина в другое. В природе существует ряд различных механизмов транспозиции , но Tn 10 использует нереплицирующий механизм вырезания и вставки. [1] Белок транспозаза распознает концы элемента и отсекает его от исходного локуса . комплекс белок -ДНК Затем диффундирует от донорского участка до тех пор, пока случайные столкновения не приводят его в контакт с новым целевым участком, где он интегрируется. Для выполнения этой реакции белок транспозаза массой 50 кДа должен разорвать четыре цепи ДНК, чтобы освободить транспозон из донорного сайта, и выполнить реакции обмена двух цепей для интеграции элемента в целевой сайт. В результате две цепи в целевом сайте остаются нессоединенными, но об этом позаботятся белки репарации ДНК хозяина. Выбор целевого сайта по существу является случайным, но предпочтение отдается последовательности 5'-GCTNAGC-3'. 6-9 пар оснований, фланкирующих последовательность, также влияют на выбор места вставки. [2]
Транспозиция «вырезать и вставить» сама по себе не приводит к увеличению количества транспозонов: имеется одна копия в начале и одна копия в конце. Если бы это было концом дела, транспозон погиб бы в результате генетического дрейфа и потери копий из-за случайной неудачи в успешной интеграции в целевом сайте. Однако у транспозона есть механизм, способствующий транспозиции сразу после прохождения репликационной вилки, оставляя полуметилированную копию Tn 10 на каждой сестринской хромосоме . Поскольку транспозиция предпочтительна, когда Tn 10 гемиметилирован, транспозон на одной сестринской хромосоме может перепрыгнуть где-нибудь на другую хромосому, так что две копии транспозона окажутся на одной хромосоме. [3]
Tn 10 имеет сложную структуру и состоит из пары элементов инсерционной последовательности (IS 10 ), фланкирующих пять генов. Только один из элементов IS 10 кодирует функциональную транспозазу. [4] Поскольку концы элемента IS 10 содержат сайты узнавания транспозазы, Tn 10 всего у таких сайтов четыре. Если транспозаза связывается с двумя сайтами узнавания, фланкирующими элемент IS 10 , элемент IS 10 подвергается транспозиции независимо от более крупной составной структуры. Если транспозаза связывается с двумя крайними сайтами узнавания, вся составная структура Tn 10 подвергается транспозиции.
Два из пяти генов, кодируемых центральной частью Tn10 , tetA и tetR , придают устойчивость к антибиотику тетрациклину . Эта активность tetR лежит в основе сборки TetOFF, широко используемой конструкции в исследованиях синтетических генов. Белок TetA представляет собой откачивающий насос . Он послужил модельной системой для таких белков и собрал сотни публикаций, проиндексированных в PubMed. Функции трех других генов, jemA , jemB и jemC , неизвестны, но они могут быть вовлечены в устойчивость к тяжелым металлам или окислительный стресс . [5]
Транспозаза Tn 10 /IS 10 тесно связана с другим составным транспозоном, Tn 5 /IS 50 , который содержит ген устойчивости к канамицину в уникальной (т.е. неповторяющейся) центральной области транспозона.
Транспозон Tn 10 часто используется в генетике для переноса и отбора интересующих генов из одного организма в хромосому другого.
Механизм транспозиции Tn 10 послужил модельной системой и архетипом механизмов вырезания и вставки. Однако с транспозазой трудно работать in vitro первой , и транспозаза Tn5 была кристаллизована . Tn 10 был одной из величайших «рабочих лошадок» бактериальной генетики на протяжении многих лет, в течение которых он служил полезным инструментом. Коммерческий набор для транспозиции Tn 5 коммерчески доступен и широко используется в постгеномных технологиях.
Два всесторонних обзора биологии Tn 10 доступны в виде глав в книгах «Мобильная ДНК» и «Мобильная ДНК II». [6] [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бендер Дж., Клекнер Н. (июнь 1986 г.). «Генетические доказательства того, что Tn 10 транспонируется нерепликативным механизмом». Клетка . 45 (6): 801–15. дои : 10.1016/0092-8674(86)90555-6 . ПМИД 3011280 . S2CID 43227252 .
- ^ Бендер Дж., Клекнер Н. (сентябрь 1992 г.). «Специфичность вставки Tn 10 сильно зависит от последовательностей, непосредственно прилегающих к консенсусной последовательности сайта-мишени» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (17): 7996–8000. дои : 10.1073/pnas.89.17.7996 . ПМК 49842 . ПМИД 1325639 .
- ^ Робертс Д., Хупс Б.К., МакКлюр В.Р., Клекнер Н. (ноябрь 1985 г.). «Транспозиция IS 10 регулируется метилированием аденина ДНК». Клетка . 43 (1): 117–30. дои : 10.1016/0092-8674(85)90017-0 . ПМИД 3000598 . S2CID 31933078 .
- ^ Фостер Т.Дж., Дэвис М.А., Робертс Д.Е., Такешита К., Клекнер Н. (январь 1981 г.). «Генетическая организация транспозона Тн 10 ». Клетка . 23 (1): 201–13. дои : 10.1016/0092-8674(81)90285-3 . ПМИД 6260375 . S2CID 35704714 .
- ^ Чалмерс Р., Севиц С., Липков К., Креллин П. (2000) Полная нуклеотидная последовательность Tn 10 " J Bacteriol 182: 2970-2972
- ^ Клекнер Н. (1989) Транспозон Tn 10 . В: Берг Д.Э., Хоу М.М., редакторы. Мобильная ДНК. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество микробиологии. стр. 227-268.
- ^ Haniford DB (2002) Транспозон Tn 10 . В: Крейг Н.Л., Крейги Р., Геллерт М., Ламбовиц А.М., редакторы. Мобильная ДНК II. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество микробиологии. стр. 457 - 483.