Мобільні елементи line та sine
Мобільні елементи LINE довжиною приблизно 6 кб містять принаймні два гени – зворотної транскриптази та ендонуклеази – і невеликі специфічні послідовності на кінцях. Процес переміщення копії елемента починається так само, як і у випадку ретропозонів – з транскрипції РНК-полімеразою ІІ (рис. 10.17). Після трансляції у цитоплазмі синтезовані білки зв'язуються з мРНК, цей комплекс повертається до ядра, де й відбувається зворотна транскрипція: ендонуклеаза здійснює одноланцюговий розріз у геномній ДНК, 3'-кінець у місці розрізу використовується як праймер. Після синтезу другого ланцюга ДНК нова копія елемента остаточно вбудовується в геном.
Синтез мРНК при транскрипції елемента LINE, як і для більшості інших еукаріотичних мРНК, закінчується на polyA-сигналі (див. розділ 7). Цей polyA-сигнал є слабким, що дозволяє елементу вбудовуватись до інтронів звичайних генів без особливих перешкод для експресії цих генів: система процесингу часто не помічає слабкий polyA-сигнал. Елементи LINE є, відповідно, найбільш поширеними мобільними елементами в геномі вищих еукаріотів (~20% геному людини представлено послідовностями LINE) і основним джерелом зворотної транскриптази у клітинах. З часом накопичуються мутації, і окремі елементи LINE стають неактивними (тобто вже не кодують зворотну транскриптазу), але переміщуються, використовуючи білки, що кодуються активними елементами. Найчастіше у геномі людини зустрічається елемент типу LINE, що позначається як L1 (кілька сотен тисяч копій).
Іноді мобільні елементи є не просто ділянками “егоїстичної ДНК“, що автономно розмножуються у геномі, а виконують певні конкретні біологічні функції. Наприклад, у дрозофіли відсутня теломеразна система, і елемент LINE певного типу виконує функцію подовження кінців хромосом після реплікації: зворотна транскриптаза виступає як теломераза, мРНК мобільного елемента – як теломеразна матрична РНК (див. рис. 9.22). Цікаво, що послідовності ДНК гена теломерази та елементів LINE характеризуються високою гомологією: цілком можливо, що теломеразна система веде своє походження від мобільних елементів LINE.
Рис.
10.17. Механізм
переміщення мобільного елемента LINE.
Контрольні запитання
1. З якої події починається гомологічна рекомбінація? Як здійснюється точна репарація дволанцюгових розривів за рекомбінаційним механізмом?
3. Що таке гетеродуплекс? Яку роль відіграє білок recA при гомологічній рекомбінації?
2. Що таке структура Холідея? У якій формі реалізується структура Холідея під час гомологічної рекомбінації? За рахунок чого стабілізується така форма?
3. За яким механізмом відбувається міграція гілки під час гомологічної рекомбінації?
4. Як здійснюється розділення структури Холідея під час гомологічної рекомбінації? З якою імовірністю відбувається обмін ділянками між двома гомологічними молекулами ДНК і від чого залежить реалізація такого обміну?
5. Що відбувається з гетеродуплексом після завершення гомологічної рекомбінації?
6. Чим відрізняється сайт-специфічна рекомбінація від гомологічної?
7. Що таке незаконна рекомбінація?
8. Як побудовані кластери імуноглобулінових генів? Які події при дозріванні імуноглобулінового гена можна віднести до сайт-специфічної рекомбінації?
9. Якими механізмами забезпечується необмежене зростання розмаїття послідовностей імуноглобулінових генів при їх дозріванні?
10. Яка різниця між реплікативним та нереплікативним механізмами переміщення ДНК-транспозонів?
11. Яка різниця між механізмами переміщення LTR-ретропозонів та мобільних елементів типу LINE?
12. Яка різниця між мобільними елементами типів LINE і SINE?