Welche Kategorien beweglicher genetischer Elemente gibt es?
“Cut & paste” (DNA-Zwischenprodukt)
Replikative Transposition (DNA-Zwischenprodukt)
Retrotransposons (RNA-Zwischenprodukt): Retroviren
Welche Arten der Cut & paste Elemente gibt es?
IS-Elemente
800-2000 bp groß
Bakterien
Ac/Dc (Activator / Dissociation) Elemente
Mais
P-Elemente
Drosophila
Tc1 / Mariner-Elemente
Pilze, Pflanzen, Tiere,…
Was für replikative Transpositionselemente gibt es?
Tn-3-Elemente bei Bakterien
Was für Retrotransposons gibt es?
Ty1 (Hefe)
copia-Element (Drosophila)
Telomer-spezifische Retroposons (Drosophila)
SINES (Mensch)
short interspered repetitive element
399bp lange Wiederholungen
10-15% des Genoms
Nicht autonom
LINES (Mensch)
long interspersed repetitive element
6-7000 bp
20% des Genoms
Autonom
Wie funktioniert das einfachste Transposon?
IS-Element (Insertions-Sequenzen)
bei Bakterien
können an vielen zufälligen Positionen inserieren
erzeugt Mutation
Revertante bei präziser Exzision
Exzision kann präzise oder ungenau sein
nur Gene für Transposase
Transpositionsfrequenz: 10% / Generation (alle 10 Teilungen Bewegung von 1 Element)
Wie ist die Struktur eines IS-Elementes?
IR: terminal inverted repeats
spiegelbildlich
terminal
IS-spezifisch und von Transposase erkannt
notwendig fürs Ansetzen
Schneidet alles dazwischen raus
Target-site duplication: direct repeats
gleiche Wiederholung außen an den IR
in die gleiche Richtung
Transposase-Gen
Transposase führt Transposition durch
Wie funktioniert die Integration eines IS-Elements?
cut&paste (nicht-replikativer Mechanismus)
versetzter Schnitt an Integrationsstelle
sticky ends
Einsetzen des IS-Elemenrs (IR und Transposon-Gen)
Auffüllen der sticky ends und Ligation
durch Auffüllen entstehen die direct repeats
Wie schneidet die Transposase das Transposon aus?
bindet an IR-Sequenzen
Hydrolyse von Phosphodiesterbindung
Transesterreaktion
Saure AS der Transposase binden
Biegen Sequenz bis die beiden IR-Sequenzen sich gegenüberliegen
Ausgeschnitten
3’-OH-Enden des IS-Elementes nukleophiler Angriff an Zielsequenz
Was ist ein Transposon?
= zusammengesetztes mobiles Element aus 2 IS-Elementen
zwei IS-Elemente in Nähe beieinander
möglicherweise wird die erste IR-Sequenz des 1. IS-Elementes und die 2. IR-Sequenz des 2. IS-Elementes erkannt
Beide Elemente mit Genen dazwischen rausgeschnitten
mit Resistenzgenen
Was ist die replikative Transposition eines Transposons?
Plasmid mit Transposon
Nur 3’-OH-Enden frei geschnitten
Invasive 3’-OH-Enden greifen Ziel-DNA in anderem Plasmid an
Transposon mit Rest-DNA inseriert
Cointegrat mit zwei Transposons (repliziert)
Wie kann Transposition Mutationen verursachen?
unpräzise Exzision
Insertion in Leseraster
Insertionen, Deletionen und Inversionen durch homologe Sequenzen
Wie ist die Struktur eukaryotischer Transposons?
Ac-Element (activator)
DR (direct-repeats)
IR (inverted repeats)
Exons und Introns
Bei Integration Verlust der Transposition (stabiles Allel)
Ds-Element (dissoziation)
enthält nicht mehr alle Exons für Transposase-Aktivität
Nur beweglich, wenn im gleichen Genom ein autonomes Element derselben Familie vorhanden ist und Transposase zur Verfügung stellt!
Transposition nicht replikativ, häufig Chromosomenbrüche am usprünglichen Insertionsort
Wie können Transposons zur Transformation genutzt werden?
Transgen-Plasmid
IR-Sequenzen
Transgen
Markergen (w+)
Helfer-Plasmid
mutierte (nicht funktionelle) IR-Sequenzen
für Transgen
Wie sehen Retrotransposons aus?
DR
LTS (long terminal repeat)
gag-Gen (gruppenspezifische Antigene)
pol-Gen (Reverse Transkriptase)
RNA zu DNA umschreiben
(Env-Gen) (Envelope)
Nicht autonom wenn Gene fehlen
Wie sehen nicht-virale Retrotransposons aus?
LINEs
A/T-reiche Sequenz
ORF1-Gen
RNA-Bindeprotein
ORF2-Gen
Reverse Transkriptase
Endonuklease
SINEs
wie LINEs, nur deutlich kürzer
nicht autonom
Wieviel % machen Transposons unseres Genoms aus?
45%
Zuletzt geändertvor 2 Jahren