19.Основные типы мобильных генетических элементов эукариот: структура, гены и их продукты.

Мобильные генетические элементы (МГЭ) – особые последовательности ДНК, способные перемещаться внутри генома живых организмов.

Основные типы мобильных генетических элементов эукариот

Транспозоны эукариот

Транспозоны эукариот сходны по организации с МГЭ прокариот. Они с флангов ограничены инвертированными повторами, необходимыми для их транспозиции. Наиболее хорошо изученные транспозоны эукариот – Р-элемент дрозофилы и Ас-элемент кукурузы. Они представлены в геномах в 30 – 50 копиях, содержат ген транспозазы. Этот ген имеет прерывистое строение – состоит из экзонов и интронов. РНК, считанная с него, подвергается сплайсингу. Сплайсированная иРНК служит матрицей для синтеза транспозазы – белка, обеспечивающего перемещение элементов из одного участка генома в другой. При интеграции транспозонов в новый участок ДНК происходит дупликация сайта-мишени .

Ретротранспозоны с длинными концевыми повторами (ДКП)

Ретранспозоны с ДКП состоят из центральной части, называемой «тело», и имеющей размер 5000 – 8000 п.н. На их флангах располагаются прямые ДКН, состоящие обычно из 300 – 400 п.н. В составе ДКП содержатся участки, ответственные за инициацию транскрипции и полиаденилирование. Ограничивают ретротранспозон короткие прямые повторы, возникшие в результате дупликации сайта-мишени при его встраивании.

Ретротранспозоны без ДКП

Данный тип МГЭ на флангах не содержит ДКП, в связи с этим они и получили свое название – ретротранспозоны без ДКП. В их перемещении участвуют ферменты обратная транскриптаза и интеграза. В связи с этим не трудно догадаться, что механизм перемещения ретротранспозонов без ДКП включает обратную транскрипцию. На начальном этапе транспозиции происходит транскрипция ретротранспозона. Образовавшаяся РНК служит матрицей для синтеза белков, участвующих в перемещении ретротранспозона без ДКП. В тоже время РНК-копия ретротранспозона, связываясь в области разрыва ДНК с одной из ее цепей, выступает в качестве матрицы для синтеза комплементарной цепи ДНК при участии обратной транскриптазы. После завершения синтеза этой цепи ДНК РНК удаляется и достраивается вторая цепь ДНК.

20.Механизм транспозиции ретровирусоподобных ретротранспозонов.

У ретровирусов геном состоит из одноцепочечной РНК положительной направленности, или полярности («+» цепь). Она устроена примерно одинаково у всей группы и содержит несколько ключевых элементов — открытых рамок считывания, ORF (рис. 2).

Жизненный цикл вируса состоит из нескольких стадий. Сначала вирус связывается с рецепторами на поверхности клетки и проникает внутрь. В цитоплазме он «распаковывается», и начинается обратная транскрипция. Ее задача — сделать из одноцепочечной вирусной РНК двухцепочечную ДНК, которая затем сможет встроиться в геном хозяина.

Как и любой ДНК-полимеразе, нужен праймер (затравка) для начала полимеризации нуклеотидов. Ферменту ретровируса, например ВИЧ, праймером служит тРНК клетки-хозяина.

Геном вируса, переведенный в форму двухцепочечной ДНК, встраивается в геном клетки с помощью специального фермента интегразы, которая вносит двунитевой разрыв в ДНК хозяина и вставляет туда ДНК вируса [2].

Стоит отметить, что ретровирусы — не единственная группа вирусов, практикующая обратную транскрипцию: она встречается, например, и у гепаднавирусов, к которым относится вирус гепатита B.