Мобильные генетические элементы.

МГЭ - участки генет-й цепи материала (фрагменты ДНК или сегменты хромосом), кот. способны перемещаться и менять свое местопол-е в геноме.

Процесс перем-я МГЭ – транспозиция. МГЭ были открыты в 1947 г. Барбарой МакКлинтон на кукурузе. Для того чтобы объяснить появл на зернах кукурузы пигментированных пятен различ-х форм и размеров, она высказывала предположение о сущ-нии МГЭ, кот отвечают за появление этих пятен. Подтверждением данному предполож-ю послужили набл-я разрыва хро-м, проис-х в кл-х исслед-х раст-й кукурузы.

По Б. МакКлинтон у кукурузы сущ-ет 2 МГЭ, контр-их обр-е пигментных пятен: Ac – активатор, Ds – диссациатор.

Схема работы сис-мы Ac и Ds у кукурузы

У некот. линий кук-зы неокр. зерна развив. в рез-те мутации С⁺→С обусл. встраивание в ген С⁺ МГЭ Ds.

 

На другой хро-ме кук-зы расп. МГЭ – Ac, кот. отвеч. за транспозицию эл-та Ds. Т.е. контролир вырезание Ds и встраивание его в др. уч-ки хр-м.

Размерн. зависит от времени транспозиции: чем раньше произошла – тем больше пятна. С развития науки начались накоп. Данные о сущ-и МГЭ у др-х объектов: E. Coli (в 60-х г.), дрозофилы(1976 Гершев, Гвоздев).

В 1983 МакКлинтон удостоена нобелевскую премию по медицине за открытие МГЭ. В 1984 Нина Федоров при помощи молек. Методов выделена МГЭ, Ac и Ds и изучена их молек. строение.

 

Молекулярное строение Ac и Ds

Ас:

Инвентиров. повторы (полиндромы)

 

Ac – отвечает за синтез фер-та транспозаза, кот. осущ. вырезание или встраивание его в др. уч-ки хр-м.

Ds – обр-ся в рез-те делеции уч-ка центр. сис-мы Ac.

Благодаря инвертируемым повторам Ds может обр. стебель петлю, кот. узн-ся фер-ом транспозазой и замык-ся «ключ-замок», «рука-перчатка» и вырез. Из хр-мы.

 

МГЭ прокариот

Началу изуч. МГЭ положило открытие в конце 60-х г., необычных мутантов по, общими для этих мутантов были вставки стр-ах, кот приводили к мутациям и были названы Ys – элем-ты.

YS – элем-ты обл-ют способ-ю менять свое местоположение на хр-ме, т.е. явл. МГЭ.

Им-ся 2 разнов-ти:

1) Ys-элем-ты - их размеры =200-5700 п.н. он хар-ся след особенностями:

· На концах несут несовершенные повторы (палиндромы), длиной от нескольких пар до неск. десятков пар нуклеотидов.

· Содержат ген кодирующий синтез транспозаза, отвеч. за перемещ. Ys-ов.

· При встраивании в др. уч-ки хр-м небольшие дупликации длина 5-11 п.н. (флакирующие Ys-эл-ты).

Бакт. Хр. E.Coli несет только Ys-ов в кл перемещ с частотой 10^-6-10^-8 на клет деление.

2) Tn – элементы (транспозоны) харак. теми же особ., что и Ys кроме гена кодир. транпозазу, они могут переносить гены устойч-ые к антибиотикам. Эти гены могут расп-ся как внутри Tn так и между 2-мя Tn-эле-ми.

 

 

 

МГЭ эукариот

Транспозоны

Пример: - Ac, Ds у кукурузы,

-P- эле-ы у дрозофилы

По краям не несут инвентир. повторы, а в центр. част. ген, кодир. синтез фер-та транспозаза.

В 1976 г. Гвоздев, Георгиев открыли МГЭ у дрозофилы, кот получили назв Мобильные Дисперсированные Гены (МДГ).

МДГ случайно распред. по всему геному и способ. переем-ся с частотой 1*10^-5 – 10^-8 на поколение.

В наст. Время у дрозофилы открыто множество МГЭ кот. Названы терминами обозн. Склонности к переем.:

Hobo – бродяга,

flea – блоха,

магелан

бигль

Ретротранспозоны

Получ. Такое название потому что в их перемещ приним. участие обратная транскрипция (ретро-обратный). Широко распространены у млекоп. сост. более 10% от всей ДНК