KHÁM PHÁ Học Toán + Tiếng Anh theo Sách Giáo Khoa cùng học online và gia sư dạy kèm tại nhà từ lớp 1 đến lớp 12 với giá cực kỳ ưu đãi kèm quà tặng độc quyền"CỰC HOT".
Đặc điểm cấu trúc và cơ chế chuyển vị của LINEs và SINEs
By Josephine
Đặc điểm cấu trúc và cơ chế chuyển vị của LINEs và SINEs
LINEs (long interspersed elements)
– Ở người, chiều dài đầy đủ khoảng 6 kb
-Ở người chứa ba họ chính của LINE giống nhau về cơ chế chuyển vị nhưng khác nhau về trình tự của chúng: L1, L2 và L3
– Trình tự LINE hiện diện tại khoảng 900.000 vị trí trong bộ gen người, chiếm 21% tổng số DNA của con người.
– Cấu trúc chung của một LINE hoàn chỉnh: (hình 8-16) LINEs được bao quanh bởi các đoạn short direct repeats ORF1, dài khoảng 1 kb, mã hóa một protein liên kết RNA. ORF2, dài khoảng 4 kb, mã hóa một protein có một vùng tương đồng dài với các bản sao chép ngược của các retrovirus và các retrotransposon LTR, nhưng cũng thể hiện hoạt tính endonuclease của DNA.
Cơ chế chuyển vị (được mô tả trong hình 8-17): DNA LINE mới được tổng hợp có màu đen. Các protein ORF1 và ORF2, được tạo ra bằng cách dịch mã LINE RNA trong tế bào chất, liên kết với LINE RNA và vận chuyển nó vào nhân.
+ Bước 1: Trong nhân, ORF2 tạo ra các vết cắt so le trong DNA vị trí đích giàu AT, tạo ra các đầu DNA 3′-OH được biểu thị bằng các đầu mũi tên màu xanh lam.
+ Bước 2: Đầu 3 ′ của sợi DNA giàu T lai với đuôi poly (A) của RNA LINE và tổng hợp DNA bằng ORF2.
+ Bước 3: ORF2 mở rộng chuỗi DNA bằng cách sử dụng LINE RNA làm khuôn mẫu.
+ Bước 4 và 5: Khi tổng hợp sợi dưới cùng của LINE DNA đạt đến đầu 5 ′ của khuôn RNA LINE, ORF2 sẽ mở rộng DNA LINE mới được tổng hợp bằng cách sử dụng DNA của tế bào sợi trên cùng được tạo ra bởi sự phân cắt so le ORF2 ban đầu.
+ Bước 6: Một DNA polymerase của tế bào kéo dài đầu 3 ′ của sợi trên cùng được tạo ra bởi vết cắt so le ORF2 ban đầu, sử dụng DNA của sợi dưới cùng mới được tổng hợp làm khuôn mẫu. LINE RNA được phân huỷ khi DNA polymerase kéo dài DNA upperstrand , cũng giống như xảy ra trong quá trình loại bỏ RNA mồi sợi trễ trong quá trình tổng hợp DNA của tế bào. Đầu 3 ′ của sợi DNA mới được tổng hợp được nối với đầu 5 ′ của sợi DNA tế bào như trong quá trình tổng hợp DNA tế bào sợi gián đoạn.
SINEs
– Là loại yếu tố di động phong phú nhất trong bộ gen người, SINEs chiếm khoảng 13% tổng số DNA của con người.
– Thay đổi về độ dài từ khoảng 100 đến 400 pb
– Những retrotransposon này không mã hóa protein, nhưng hầu hết đều chứa trình tự giàu AT 3 ′ tương tự như trong LINE.
– SINE được phiên mã bởi cùng một RNA polymerase nhân có chức năng phiên mã các gen mã hóa tRNA, 5S rRNA và các RNA nhỏ ổn định khác. Rất có thể, các protein ORF1 và ORF2 được biểu hiện từ các LINE có chiều dài đầy đủ làm trung gian cho quá trình phiên mã ngược và tích hợp các SINE theo cơ chế được mô tả trong Hình 8-17. Do đó, SINE có thể được xem như là ký sinh của các ký sinh trùng LINE, cạnh tranh với LINE RNA để liên kết, phiên mã ngược và tích hợp bởi ORF1 và ORF2 được mã hóa LINE.
– SINE xuất hiện ở khoảng 1,6 triệu vị trí trong bộ gen người. Trong số này, khoảng 1,1 triệu nguyên tố Alu, được đặt tên như vậy vì hầu hết chúng chứa một vị trí nhận dạng duy nhất cho enzym giới hạn AluI. Các phần tử alu thể hiện sự tương đồng về trình tự đáng kể với, và có thể được phát triển từ RNA 7SL, một RNA tế bào trong một phức hợp ribonucleoprotein được gọi là hạt nhận dạng tín hiệu. Hạt ribonucleoprotein tế bào dồi dào này hỗ trợ nhắm mục tiêu các polypeptit nhất định đến các màng của lưới nội chất. Các nguyên tố alu nằm rải rác trong bộ gen người tại các vị trí mà sự chèn vào của chúng chưa phá vỡ biểu hiện gen: giữa các gen, trong các intron và trong các vùng chưa được dịch mã 3 ′ của một số mRNA. Trong số các chuyển đổi lại không phải LTR của dòng mầm mới được ước tính xảy ra khoảng một lần trong mỗi tám cá thể, khoảng 40% liên quan đến các nguyên tố L1 và 60% liên quan đến các SINE, trong đó khoảng 90% là các nguyên tố Alu. Giống như các yếu tố di động khác, hầu hết các SINE đã tích lũy các đột biến từ thời điểm chúng được đưa vào dòng mầm của tổ tiên cổ đại của người hiện đại. Giống như LINE, nhiều SINE bị cắt ngắn khi kết thúc 5 ′ của chúng.
LINEs (long interspersed elements)
– Ở người, chiều dài đầy đủ khoảng 6 kb
-Ở người chứa ba họ chính của LINE giống nhau về cơ chế chuyển vị nhưng khác nhau về trình tự của chúng: L1, L2 và L3
– Trình tự LINE hiện diện tại khoảng 900.000 vị trí trong bộ gen người, chiếm 21% tổng số DNA của con người.
– Cấu trúc chung của một LINE hoàn chỉnh: (hình 8-16) LINEs được bao quanh bởi các đoạn short direct repeats ORF1, dài khoảng 1 kb, mã hóa một protein liên kết RNA. ORF2, dài khoảng 4 kb, mã hóa một protein có một vùng tương đồng dài với các bản sao chép ngược của các retrovirus và các retrotransposon LTR, nhưng cũng thể hiện hoạt tính endonuclease của DNA.
Cơ chế chuyển vị (được mô tả trong hình 8-17): DNA LINE mới được tổng hợp có màu đen. Các protein ORF1 và ORF2, được tạo ra bằng cách dịch mã LINE RNA trong tế bào chất, liên kết với LINE RNA và vận chuyển nó vào nhân.
+ Bước 1: Trong nhân, ORF2 tạo ra các vết cắt so le trong DNA vị trí đích giàu AT, tạo ra các đầu DNA 3′-OH được biểu thị bằng các đầu mũi tên màu xanh lam.
+ Bước 2: Đầu 3 ′ của sợi DNA giàu T lai với đuôi poly (A) của RNA LINE và tổng hợp DNA bằng ORF2.
+ Bước 3: ORF2 mở rộng chuỗi DNA bằng cách sử dụng LINE RNA làm khuôn mẫu.
+ Bước 4 và 5: Khi tổng hợp sợi dưới cùng của LINE DNA đạt đến đầu 5 ′ của khuôn RNA LINE, ORF2 sẽ mở rộng DNA LINE mới được tổng hợp bằng cách sử dụng DNA của tế bào sợi trên cùng được tạo ra bởi sự phân cắt so le ORF2 ban đầu.
+ Bước 6: Một DNA polymerase của tế bào kéo dài đầu 3 ′ của sợi trên cùng được tạo ra bởi vết cắt so le ORF2 ban đầu, sử dụng DNA của sợi dưới cùng mới được tổng hợp làm khuôn mẫu. LINE RNA được phân huỷ khi DNA polymerase kéo dài DNA upperstrand , cũng giống như xảy ra trong quá trình loại bỏ RNA mồi sợi trễ trong quá trình tổng hợp DNA của tế bào. Đầu 3 ′ của sợi DNA mới được tổng hợp được nối với đầu 5 ′ của sợi DNA tế bào như trong quá trình tổng hợp DNA tế bào sợi gián đoạn.
SINEs
– Là loại yếu tố di động phong phú nhất trong bộ gen người, SINEs chiếm khoảng 13% tổng số DNA của con người.
– Thay đổi về độ dài từ khoảng 100 đến 400 pb
– Những retrotransposon này không mã hóa protein, nhưng hầu hết đều chứa trình tự giàu AT 3 ′ tương tự như trong LINE.
– SINE được phiên mã bởi cùng một RNA polymerase nhân có chức năng phiên mã các gen mã hóa tRNA, 5S rRNA và các RNA nhỏ ổn định khác. Rất có thể, các protein ORF1 và ORF2 được biểu hiện từ các LINE có chiều dài đầy đủ làm trung gian cho quá trình phiên mã ngược và tích hợp các SINE theo cơ chế được mô tả trong Hình 8-17. Do đó, SINE có thể được xem như là ký sinh của các ký sinh trùng LINE, cạnh tranh với LINE RNA để liên kết, phiên mã ngược và tích hợp bởi ORF1 và ORF2 được mã hóa LINE.
– SINE xuất hiện ở khoảng 1,6 triệu vị trí trong bộ gen người. Trong số này, khoảng 1,1 triệu nguyên tố Alu, được đặt tên như vậy vì hầu hết chúng chứa một vị trí nhận dạng duy nhất cho enzym giới hạn AluI. Các phần tử alu thể hiện sự tương đồng về trình tự đáng kể với, và có thể được phát triển từ RNA 7SL, một RNA tế bào trong một phức hợp ribonucleoprotein được gọi là hạt nhận dạng tín hiệu. Hạt ribonucleoprotein tế bào dồi dào này hỗ trợ nhắm mục tiêu các polypeptit nhất định đến các màng của lưới nội chất. Các nguyên tố alu nằm rải rác trong bộ gen người tại các vị trí mà sự chèn vào của chúng chưa phá vỡ biểu hiện gen: giữa các gen, trong các intron và trong các vùng chưa được dịch mã 3 ′ của một số mRNA. Trong số các chuyển đổi lại không phải LTR của dòng mầm mới được ước tính xảy ra khoảng một lần trong mỗi tám cá thể, khoảng 40% liên quan đến các nguyên tố L1 và 60% liên quan đến các SINE, trong đó khoảng 90% là các nguyên tố Alu.
Giống như các yếu tố di động khác, hầu hết các SINE đã tích lũy các đột biến từ thời điểm chúng được đưa vào dòng mầm của tổ tiên cổ đại của người hiện đại. Giống như LINE, nhiều SINE bị cắt ngắn khi kết thúc 5 ′ của chúng.