Какво представляват транспозоните и каква роля играят в живота ни
Това са части от ДНК, които могат да избягат от една молекула и да се поберат в друга. Генетиците ги използват, за да прикрепят необходимите гени към ДНК молекулите.
Ролята на транспозоните
Биологичната роля на транспозоните се определя преди всичко от способността им да индуцират геномни пренареждания и мутации, както и да пренасят гени.
Геномни пренареждания. Два идентични транспозона, присъстващи в клетъчната ДНК, могат да причинят интрахромозомни пренареждания. В зависимост от тяхната посока един спрямо друг е възможно образуването на делеции или инверсии на ДНК сегменти между тях. В същото време един от краищата на тези пренареждания е фиксиран във всяко терминално повторение, което показва участието на транспозаза в този процес. Като правило, самите елементи се запазват и само в съставните транспозони, крайните повторения на които са представени от IS елементи, делеции и инверсии могат да се появят и в централната част. Разширени инверсии са идентифицирани, например, в ДНК на Е. coli и S. typhimurium клетки.
Ролята на IS елементите и междухромозомните взаимодействия е голяма. Например, хомоложна рекомбинация между едноименни елементи, разположени във F плазмида и бактериалната хромозома, води до образуването на Hfr клетки и F плазмиди (виж Глава 3). Hfr-клетки и F'-плазмиди също могат да се образуват поради механизма на транспониране. ДНК сегменти, затворени между транспозони, могат да се държат като независим транспозон. Придвижвайки се вътре или между хромозомите, те причиняват транслокации или дублиране на гени, в зависимост от механизма на транспониране.
Мутации. Мутациите, причинени от интегрирането на елементи, са силно полярни и се обръщат изключително рядко, тъй като най-често копие на транспониранияЕлементът остава в оригиналния сайт. Интересно е да се отбележи, че интегрирането на транспозони може да доведе и до обратен ефект – до експресия на съседния, „мълчалив“ ген. Това свойство е открито за първи път в елемента 182, интегриран в началото на оперона gaZ. В една позиция той инактивира този оперон, а в обърната позиция може да замени дефектния промотор и да насърчи експресията на gal гени. Следователно, много транспозони са носители на "скитащи" промотори и вероятно те многократно са действали като такива по време на образуването на оперони в хода на еволюцията (Kleckner, 1989). Изключването на транспозон от хромозома рядко се случва с възстановяването на предишната нуклеотидна последователност. Ако този процес е придружен от загуба или печалба на нуклеотиди, без да се нарушава рамката за четене на ген, това води до появата на нова протеинова изоформа, която може да има селективни предимства.
Трансфер на ген. Най-ярката проява на естествената функция на бактериалните транспозони е техният генен трансфер, особено след като се прехвърлят гени, които определят клетъчната устойчивост към различни антиметаболити. Вярно е, че този трансфер, с изключение на конюгативните транспозони, се извършва само вътре в клетката. Но именно благодарение на него тези гени са включени в плазмидите и заедно с тях се разпространяват в популации от различни видове клетки, променяйки способността им да оцеляват при неблагоприятни условия. Конюгативните транспозони изпълняват тази функция самостоятелно. Например, първият конюгативен транспозон CTnscr 94, открит в ентеробактерии, носи ser локуса, който дава на клетките способността да използват захароза като единствен източник на въглерод (Hochhut et al., 1997).
Транспозоните могат да се интегрират един в друг, образувайки рекомбинантнимобилни елементи (комбинации от Tp и IS) с различни набори от маркерни гени. Що се отнася до начините, по които самите транспозони са придобили такива гени по време на еволюцията, те очевидно са били различни. Една от тях стана ясна след откриването и изследването на интегроните.