Transpozoni: tipuri de transpozoni / genetică

Transposonii sunt de două tipuri, transposon compozit și transposon complex.

1. Transpozonii compoziți:

transpozonii compoziți sunt cei care constau dintr-o regiune centrală care poartă gene rezistente la antibiotice flancate la ambele capete de copii identice ale unui element IS Prin urmare, transpozonii compoziți poartă rezistență la medicament sau alți markeri în plus față de transpunere (Fig. 8.32 A). Este o clasă de transpozoni mai mari. Trei transpozoni compuși studiați frecvent sunt Tn5, Tn9 și Tn10.

elementul Tn5 prezintă rezistența la kanamicină (kanr) și constă din 5.400 de segmente de perechi de baze cu repetări inversate de 1.450 bp la ambele capete ale segmentului. Poate fi transpus de la fag la cromozomul e .coli și de la un locus al cromozomului k coli la un alt locus. Dacă este introdus în gene, provoacă mutații.

Transpozonul Tn9 constă dintr-o genă derivată din factorul R pentru rezistența la cloramfemcol (camr). Enzima care conferă rezistență la medicament constă din 2.638 secvențe în mijlocul Tn flancat de 768 BP lung IS1 element pe ambele părți. Tn9 IS1 este prezent în ordine directă cu repetare inversată mică la capete.

segmentul camr este translocat de la un factor R la F-episom, precum și de la fagi la fagi P1. T9 diferă de ceilalți transpozoni prin instabilitatea sa și poate fi întâlnită o pierdere de înaltă frecvență a rezistenței sale la antibiotice.

Tn10 constă din gene de rezistență la tetraciclină (gene tetr). Are o lungime de 9.300 bp constând din repetări inversate, de fiecare parte a 1.400 de perechi de baze. Elementele IS este IS10. Tn10 poate fi translocat de la R222 (o plasmidă de rezistență la medicament) la fag P22.

structura transpozonilor compoziți:

în transpozonii compoziți, elementele IS pot fi într-o configurație inversată sau repetată direct (Fig. 8.31 B). Cele două capete ale elementelor IS sunt ele însele repetări inversate. Orientarea relativă (directă sau inversată) a flancului este elemente ale unui transpozon compozit nu modifică secvențele sale terminale. Astfel, un transpozon compozit cu brațe de repetări directe are structura: braț L – regiune centrală-braț R.

structura devine: braț L – regiune centrală-braț R, dacă brațele sunt repetări inversate. Săgețile arată orientarea brațelor în funcție de Orientarea hărții genetice a transpozonului de la stânga (L) la dreapta (R) (Fig. 8.31 B, i-ii). Caracteristicile transpozonilor compoziți sunt prezentate în tabelul 8.4.

mai mult, există unele cazuri în care modulele unui transpozon compozit sunt identice, de exemplu Tn9 (are repetare directă a IS1) sau Tn903 (repetări inversate ale IS 903 prezente), în timp ce în anumite cazuri modulele sunt strâns legate. Prin urmare, modulele din Tn10 sau Tn5 pot fi distinse. Cu toate acestea, atunci când modulele sunt identice, ambele pot sponsoriza mișcarea transpozonului așa cum se găsește în Tn9 din Tn903.

când modulele diferă, ele pot diferi și în ceea ce privește capacitatea funcțională. Prin urmare, transpunerea depinde în întregime de unul dintre module, de exemplu Tn10 sau Tn5. Astfel, un modul IS atunci când este funcțional, transpune fie el însuși, fie întregul transpozon.

capacitatea unui singur modul de a transpune întregul transpozon compozit explică lipsa presiunii selective pentru ca ambele module să rămână active. Codul elementelor IS pentru activitatea transposase care este responsabilă atât pentru crearea unui site țintă, cât și pentru recunoașterea capetelor transposonului. Doar capetele sunt necesare pentru ca un transpozon să servească drept substrat pentru transpunere.

2. Transpozonii complexi (familia transpozonilor TnA):

familia transpozonilor TnA include Tn1, Tn2 și Tn3. TnA constă din elemente destul de mari (aproximativ 500 bp). Acestea conțin unități independente care transportă gene pentru transpunere, precum și pentru rezistența la medicamente. Acestea nu sunt retransmisii compozite pe module de transpunere de tip IS. Familia TnA include mai mulți transpozoni înrudiți dintre care Tn3 și Tn10 sunt cei mai bine studiați.

familia TnA este cunoscută și cu numele de familie Tn3, deoarece Transpozonul Tn3 a fost descoperit pentru prima dată în plasmidele bacteriene în 1974 de Hedges și Jacob. Tn3 este un exemplu de transpozon complex. Este nevoie de o structură modulară așa cum se găsește în Tn10 și nu se bazează pe elemente IS. De asemenea, nu are legături evolutive cu elementele IS. Structura de bază a Tn3 este descrisă pentru familia TnA.

una dintre caracteristicile unice ale familiei TnA este că limitează inserțiile multiple ale aceluiași transpozon într-o plasmidă. Cea mai surprinzătoare constatare este că frecvența de transpunere la alte plasmide din aceeași celulă nu este afectată. Heffron (1979) au dat analiza secvenței ADN a Transpozonului Tn3.

structura Transpozonilor familiei TnA:

transpozonii familiei TnA constau din repetări terminale inversate (de 38 bp lungime, dar niciuna nu este flancată de elemente asemănătoare IS), un situs res intern și trei gene cunoscute, de exemplu tnpA, tnpR și amp.

gena tnpA codifică pentru transpozază și tnpR codifică pentru resolvase. Gena amp (5 bp lung) este generată la locul țintă ca repetare directă și coduri pentru lactamază-lactamază care conferă rezistență la ampicilină. Situl res este format din trei subunități: I, II și III (Fig. 8.33)