Миниатюрные мобильные элементы с инвертированным повторением
Миниатюрные мобильные элементы с инвертированными повторами (MITE) представляют собой группу неавтономных мобильных элементов класса II ( последовательностей ДНК ). Будучи неавтономными, MITE не могут кодировать собственную транспозазу. Они существуют в геномах животных, растений, грибов, бактерий и даже вирусов. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] MITE обычно представляют собой короткие (от 50 до 500 п.н.) элементы с терминальными инвертированными повторами (TIR; 10–15 п.н.) и двумя фланкирующими дупликациями целевого сайта (TSD). Как и другие транспозоны , MITE встраиваются преимущественно в области, богатые генами , и это может быть причиной того, что они влияют на экспрессию генов и играют важную роль в ускорении эволюции эукариот. [ 7 ] [ 8 ] Их большое количество копий, несмотря на небольшие размеры, вызвало интерес.
Происхождение клещей
[ редактировать ]Детальное изучение MITE показывает, что подсемейства MITE возникли из родственных автономных элементов одного генома и эти подсемейства составляют семейства MITE. Один тип автономного элемента может дать начало одному или нескольким семействам MITE. [ 9 ]
Классификация
[ редактировать ]На основании их отношений в последовательностях TIR с известными суперсемействами TE, MITE были классифицированы в определенные семейства. Например, wTourist , Acrobat , Hearthealer — семейства MITE, у некоторых видов растений относящиеся к суперсемейству TE PIF/Harbinger . Stowaway — это семейство клещей Pisum sativum L. с TSD TA по отношению к суперсемейству Tc1/mariner TE. Группа клещей, известная как CMITES, относящаяся к надсемейству Piggybac, была обнаружена у некоторых видов кораллов. [ 10 ]
Хотя большинство MITE сгруппированы, некоторым из них еще предстоит выделить свои суперсемейства TE. К таким семействам относятся AtATE у Arabidopsis thaliana и семейство ATon , обнаруженное у Aedes aegypti . Помимо этого, вероятно, будет обнаружено еще много семейств MITE.
Клещи в геномах растений
[ редактировать ]Клещи впервые были обнаружены у растений. элементы, принадлежащие к суперсемействам CACTA , hAT , Mutator , PIF и Tc1 / Mariner . Описаны [ 11 ] В зависимости от сходства терминальных инвертированных повторов и дупликаций сайтов-мишеней большинство клещей в геномах растений делятся на две основные группы: клещи туристического типа (производные от PIF ) [ 12 ] и Stowaway -подобные клещи (производные от Tc1 / mariner ). [ 13 ] Элементы «Безбилетный пассажир» и «Турист» заметно различаются по своей последовательности. Тем не менее, было обнаружено, что они имеют значительное структурное сходство.
Stowaway- элементы обладают специфичностью к целевому сайту, имеют небольшой размер и консервативный концевой инвертированный повтор. Так же обстоит дело и с туристическими клещами. Они могут образовывать стабильные вторичные структуры ДНК, что может быть очень полезно при их идентификации. Некоторые элементы Stowaway также содержат регуляторные домены цис-действия.
У растений также были описаны другие суперсемейства MITE, например hAT -типа в бананах. клещи [ 14 ] и пасленовые. [ 15 ]
Клещи как генетические маркеры
[ редактировать ]На основании наличия или отсутствия клещей семейства Heartbreaker ( Hbr в геноме кукурузы ) был разработан молекулярный маркер . эти маркеры Hbr Доказано, что стабильны и равномерно распределены в геноме кукурузы. Исследование Casa et al . показали, что маркеры HBr можно использовать вместе с другими молекулярными маркерами для изучения генотипа родственных инбредных линий кукурузы. [ 16 ]
Вычислительная помощь
[ редактировать ]Программное обеспечение, такое как FINDMITE, использует записи последовательностей некоторых пар оснований среднего размера для идентификации семейств MITE. Программа на базе MATLAB под названием «detectMITE» может обнаруживать клещей в масштабе всего генома и была протестирована на геноме риса. [ 17 ] Другие инструменты, такие как MUST и MITE-Hunter, также используются для аналогичных целей. Для характеристики семейств MITE Янг и Холл разработали набор инструментов под названием MITE Analysis Kit MAK. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лу С., Чен Дж., Чжан Ю., Ху Ц., Су В., Куанг Х. (март 2012 г.). «Миниатюрные мобильные элементы с инвертированными повторениями (MITE) накапливаются в результате всплесков амплификации и играют важную роль в экспрессии генов и видовом разнообразии Oryza sativa» . Молекулярная биология и эволюция . 29 (3): 1005–17. дои : 10.1093/molbev/msr282 . ПМЦ 3278479 . ПМИД 22096216 .
- ^ Ширасава К., Хиракава Х., Табата С., Хасегава М., Киёсима Х., Сузуки С., Сасамото С., Ватанабэ А., Фудзисиро Т., Исобе С. (май 2012 г.). «Характеристика активных миниатюрных мобильных элементов с инвертированными повторениями в геноме арахиса» . Теоретическая и прикладная генетика . 124 (8): 1429–38. дои : 10.1007/s00122-012-1798-6 . ПМК 3336055 . ПМИД 22294450 .
- ^ Сигуйер П., Файле Дж., Чендлер М. (октябрь 2006 г.). «Инсерционные последовательности в геномах прокариот» . Современное мнение в микробиологии . 9 (5): 526–31. дои : 10.1016/j.mib.2006.08.005 . ПМИД 16935554 .
- ^ Бардаджи Л., Аньорга М., Джексон Р.В., Мартинес-Бильбао А., Янгуас-Касас Н., Мурильо Дж. (2011). «Миниатюрные мобильные последовательности часто мобилизуются в бактериальном патогене растений Pseudomonas syringae pv.phaseolicola» . ПЛОС ОДИН . 6 (10): e25773. Бибкод : 2011PLoSO...625773B . дои : 10.1371/journal.pone.0025773 . ПМК 3189936 . ПМИД 22016774 .
- ^ Сунь, Ченг; Фешотт, Седрик; У, Чжицян; Мюллер, Рэйчел Локридж (12 июня 2015 г.). «ДНК-транспозоны колонизировали геном гигантского вируса Pandoravirus salinus» . БМК Биология . 13:38 . дои : 10.1186/s12915-015-0145-1 . ПМЦ 4495683 . ПМИД 26067596 .
- ^ Чжан, Хуа-Хао; Чжоу, Цю-Чжун; Ван, Пин-Лан; Сюн, Сяо-Мин; Лучетти, Андреа; Рауль, Дидье; Левассер, Энтони; Сантини, Себастьян; Абергель, Шанталь; Лежандр, Матье; Дрезен, Жан-Мишель; Беливо, Катрин; Кассон, Мишель; Цзян, Шэнь-Хуа; Бао, Хай Оу; Сунь, Ченг; Бюро, Томас Э.; Ченг, Пэн-Фей; Хан, Мин-Джин; Чжан, Цзе; Чжан, Сяо Гу; Дай, Фан Инь (2018). «Неожиданное вторжение миниатюрных мобильных элементов с инвертированными повторениями в вирусные геномы» . Мобильная ДНК . 9:19 . дои : 10.1186/s13100-018-0125-4 . ПМК 6004678 . ПМИД 29946369 .
{{cite journal}}:|last17=имеет общее имя ( справка ) - ^ Чжан, К.; Арбакл, Дж.; Весслер, СР (2000). «Недавнее, обширное и преимущественное внедрение членов семейства миниатюрных мобильных элементов с инвертированными повторениями Heartbreaker в генные области кукурузы» . Труды Национальной академии наук . 97 (3): 1160–1165. Бибкод : 2000PNAS...97.1160Z . дои : 10.1073/pnas.97.3.1160 . ПМЦ 15555 . ПМИД 10655501 .
- ^ Фешотт С., Цзян Н., Весслер С.Р. (май 2002 г.). «Мобильные элементы растений: где генетика встречается с геномикой». Обзоры природы. Генетика . 3 (5): 329–41. дои : 10.1038/nrg793 . ПМИД 11988759 . S2CID 32630879 .
- ^ Фешотт С., Чжан X, Весслер С.Р. (2002). «Миниатюрные мобильные элементы с инвертированным повторением (MITE) и их связь с установленными транспозонами ДНК». В Крейг Н., Крейги Р., Геллерт М., Ламбовиц А. (ред.). Мобильная ДНК II (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Американского общества микробиологии. стр. 1147–1158. ISBN 978-1-55581-209-6 .
- ^ Ван С., Чжан Л., Мейер Э., Мац М.В. (май 2010 г.). «Характеристика группы клещей с необычными особенностями двух геномов кораллов» . ПЛОС ОДИН . 5 (5): е10700. Бибкод : 2010PLoSO...510700W . дои : 10.1371/journal.pone.0010700 . ПМЦ 2872659 . ПМИД 20502527 .
- ^ Фешотт С., Притам Э.Дж. (2007). «ДНК-транспозоны и эволюция геномов эукариот» . Ежегодный обзор генетики . 41 : 331–68. дои : 10.1146/annurev.genet.40.110405.090448 . ПМК 2167627 . ПМИД 18076328 .
- ^ Чжан X, Цзян Н., Фешотт С., Весслер С.Р. (февраль 2004 г.). «Мобильные элементы типа PIF и Pong: распространение, эволюция и взаимосвязь с миниатюрными перевернуто-повторяющимися мобильными элементами туристического типа» . Генетика . 166 (2): 971–86. дои : 10.1534/генетика.166.2.971 . ПМК 1470744 . ПМИД 15020481 .
- ^ Бюро TE, Весслер SR (июнь 1994 г.). «Stowaway: новое семейство элементов с инвертированными повторами, связанных с генами как однодольных, так и двудольных растений» . Растительная клетка . 6 (6): 907–16. дои : 10.2307/3869968 . JSTOR 3869968 . ПМК 160488 . ПМИД 8061524 .
- ^ Мензель Г., Хейткам Т., Зайбт К.М., Нуроз Ф., Мюллер-Стермер М., Хеслоп-Харрисон Дж.С., Шмидт Т. (декабрь 2014 г.). «Диверсификация и активность транспозонов hAT в геномах Musa». Хромосомные исследования . 22 (4): 559–71. дои : 10.1007/s10577-014-9445-5 . ПМИД 25377178 . S2CID 15642479 .
- ^ Куанг Х, Падманабхан С, Ли Ф, Камей А, Бхаскар ПБ, Оуян С, Цзян Дж, Бьюэлл ЧР, Бейкер Б (январь 2009 г.). «Идентификация миниатюрных мобильных элементов с инвертированным повторением (MITE) и биогенез их siRNA у пасленовых: новые функциональные последствия для MITE» . Геномные исследования . 19 (1): 42–56. дои : 10.1101/гр.078196.108 . ПМК 2612961 . ПМИД 19037014 .
- ^ Каса А.М., Митчелл С.Е., Смит О.С., Регистр Дж.К., Весслер С.Р., Кресович С. (январь 2002 г.). «Оценка маркеров Hbr (MITE) для оценки генетических взаимоотношений между инбредными линиями кукурузы ( Zea mays L.)». Теоретическая и прикладная генетика . 104 (1): 104–10. дои : 10.1007/s001220200012 . ПМИД 12579434 . S2CID 23328113 .
- ^ Е С, Цзи Г, Лян С (январь 2016 г.). «detectMITE: новый подход к обнаружению миниатюрных мобильных элементов с инвертированными повторами в геномах» . Научные отчеты . 6 (1): 19688. Бибкод : 2016NatSR...619688Y . дои : 10.1038/srep19688 . ПМЦ 4726161 . ПМИД 26795595 .
- ^ Ян, Гоцзюнь; Холл, Тимоти К. (1 июля 2003 г.). «MAK, набор вычислительных инструментов для автоматического анализа MITE» . Исследования нуклеиновых кислот . 31 (13): 3659–3665. дои : 10.1093/nar/gkg531 . ISSN 0305-1048 . ПМК 168938 . ПМИД 12824388 .