Trasposoni: Tipi di trasposoni / Genetica
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I trasposoni sono di due tipi, trasposone composito e trasposone complesso.
1. I trasposoni compositi:
I trasposoni compositi sono quelli che consistono in una regione centrale che trasporta geni resistenti agli antibiotici affiancati ad entrambe le estremità da copie identiche di un elemento IS Pertanto, i trasposoni compositi trasportano resistenza ai farmaci o altri marcatori oltre alla trasposizione (Fig. 8.32 A). È una classe di trasposoni più grandi. Tre trasposoni compositi frequentemente studiati sono Tn5, Tn9 e Tn10.
L’elemento Tn5 mostra la resistenza alla kanamicina (kanr) e consiste di 5.400 segmenti di coppia di basi con 1.450 bp invertiti ripete ad entrambe le estremità del segmento. Può essere trasposto dal fago λ al cromosoma di E .coli e da un locus del cromosoma di K coli ad un altro locus. Se inserito nei geni provoca mutazioni.
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Il trasposone Tn9 è costituito da un gene derivato dal fattore R per la resistenza al cloramfemcolo (camr). L’enzima che conferisce resistenza ai farmaci consiste di 2.638 sequenze nel mezzo del Tn affiancate da 768 bp lungo IS1 elemento su entrambi i lati. Tn9 IS1 è presente in ordine diretto con piccola ripetizione invertita alle estremità.
Il segmento camr viene traslocato da un fattore R a un episoma F e dal fago λ attraverso il fago P1. T9 differisce dagli altri trasposoni nella sua instabilità e si può incontrare una perdita ad alta frequenza della sua resistenza agli antibiotici.
Tn10 è costituito da geni di resistenza tetraciclina (geni tetr). È lungo 9.300 bp costituito da ripetizioni invertite, su entrambi i lati di 1.400 coppie di basi. Gli elementi IS IS10. Tn10 può essere traslocato da R222 (un plasmide di resitance della droga) al fago P22.
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Struttura dei trasposoni compositi:
Nei trasposoni compositi, gli elementi IS possono essere in configurazione invertita o a ripetizione diretta (Fig. 8.31 B). Le due estremità degli elementi IS sono esse stesse ripetizioni invertite. L’orientamento relativo (diretto o invertito) del fianco È elementi di un trasposone composito non altera le sue sequenze terminali. Quindi un trasposone composito con bracci di ripetizioni dirette ha la struttura: braccio L – regione centrale-braccio R.
La struttura diventa: braccio L-regione centrale-braccio R, se i bracci sono ripetizioni invertite. Le frecce mostrano l’orientamento delle braccia in base all’orientamento della mappa genetica del trasposone da sinistra (L) a destra (R) (Fig. 8.31 B, i-ii). Le caratteristiche dei trasposoni compositi sono riportate nella tabella 8.4.
Inoltre, ci sono alcuni casi in cui i moduli di un trasposone composito sono identici, ad esempio Tn9 (ha ripetizione diretta di IS1) o Tn903 (ripetizioni invertite di IS 903 presenti), mentre in alcuni casi i moduli sono strettamente correlati. Quindi, i moduli in Tn10 o Tn5 possono essere distinti. Tuttavia, quando i moduli sono identici, entrambi possono sponsorizzare il movimento del trasposone come trovato in Tn9 di Tn903.
Quando i moduli differiscono, possono anche differire nella capacità funzionale. Pertanto, la trasposizione dipende interamente da uno dei moduli, ad esempio Tn10 o Tn5. Quindi un modulo IS quando funzionale, traspone se stesso o l’intero trasposone.
La capacità di un singolo modulo di trasporre l’intero trasposone composito spiega la mancanza di pressione selettiva affinché entrambi i moduli rimangano attivi. Il codice IS elements per l’attività transposase che è responsabile sia della creazione di un sito di destinazione che del riconoscimento delle estremità del trasposone. Solo le estremità sono necessarie affinché un trasposone funga da substrato per la trasposizione.
2. I trasposoni complessi (famiglia di trasposoni TnA):
La famiglia di trasposoni TnA comprende Tn1, Tn2 e Tn3. Il TnA è costituito da elementi abbastanza grandi (circa 500 bp). Questi contengono unità indipendenti che trasportano geni per la trasposizione e per la resistenza ai farmaci. Questi non sono inoltro composito su moduli di trasposizione di tipo IS. La famiglia TnA comprende diversi trasposoni correlati di cui Tn3 e Tn10 sono i più studiati.
La famiglia TnA è anche conosciuta con il nome di famiglia Tn3 perché il trasposone Tn3 è stato scoperto per la prima volta nei plasmidi batterici nel 1974 da Hedges e Jacob. Tn3 è un esempio di trasposone complesso. Prende una struttura modulare come si trova in Tn10 e non si basa su elementi IS. Inoltre, non ha legami evolutivi con gli elementi IS. La struttura di base di Tn3 è descritta per la famiglia TnA.
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Una delle caratteristiche uniche della famiglia di TnA è che limita le inserzioni multiple dello stesso trasposone in un plasmide. La scoperta più sorprendente è che la frequenza di trasposizione ad altri plasmidi nella stessa cellula non è influenzata. Heffron (1979) hanno dato l’analisi della sequenza di DNA del trasposone Tn3.
Struttura dei trasposoni della famiglia TnA:
I trasposoni della famiglia TNA sono costituiti da ripetizioni terminali invertite (lunghe 38 bp ma nessuna è affiancata da elementi simili a IS), un sito res interno e tre geni noti, ad esempio tnpA, tnpR e ampr.
Il gene tnpA codifica per la trasposasi e tnpR codifica per la resolvasi. Il gene ampr (lungo 5 bp) viene generato nel sito bersaglio come ripetizione diretta e codifica per la β-lattamasi che conferisce resistenza all’ampicillina. Il sito res è costituito da tre subunità: I, II e III (Fig. 8.33)
