05-Μεταθετά στοιχεία στα ευκαρυωτικά γονιδιώματα -

Παρουσίαση με θέμα: "05-Μεταθετά στοιχεία στα ευκαρυωτικά γονιδιώματα -"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 05-Μεταθετά στοιχεία στα ευκαρυωτικά γονιδιώματα -
Ρετροτρανσποζόνια

2 Ευκαρυωτικά μεταθετά στοιχεία
Τάξη Ι: η μετάθεσή τους απαιτεί ενδιάμεσο μόριο RNA Τάξη ΙΙ: η μετάθεσή τους απαιτεί μόνο DNA και ο μηχανισμός μοιάζει με τον μηχανισμό αποκοπής και επικόλλησης των προκαρυωτών

3 Μεταθετά τάξης ΙΙ: hAT hobo της Drosophila melanogaster
Ac στον αραβόσιτο Tam3 στο σκυλάκι

4 Η μετάθεση του Hermes στη Musca domestica θυμίζει Tn5

5 Ο σχηματισμός των αντισωμάτων θυμίζει μετάθεση Hermes
Το ανοσοποιητικό σύστημα των θηλαστικών είναι σε θέση να παράγει έναν απεριόριστο αριθμό αντισωμάτων Αυτό επιτυγχάνεται με ένα προγραμματισμένο ανασυνδυασμό των πρόδρομων γονιδίων των ανοσοσφαιρινών σε ειδικές θέσεις ώστε να προκύπτουν μέχρι και διαφορετικά αντισώματα

6 Οργάνωση και ανακατάταξη των V, D και J στο γονίδιο της βαριάς αλυσίδας των ανοσοσφαιρινών

7 Υπάρχουν τρία επίπεδα ποικιλότητας:
Ποικιλότητα στους συνδυασμούς V, D, J που χρησιμοποιούνται Ποικιλότητα στις συνδέσεις των V, D και J, αφού η διεργασία που ενώνει τα κωδικά τους τμήματα είναι ανακριβής Ποικιλότητα στο ζευγάρωμα των βαριών και ελαφριών αλυσίδων

8 Ο ανασυνδυασμός των V, D και J γίνεται μέσω προγραμματισμένων δίκλωνων ρήξεων
Τα τμήματα V, D και J έχουν σε κάθε άκρο τους μια αλληλουχία σήματος ανασυνδυασμού (RSS, Recombination Signal Sequence)

9 Οι αλληλουχίες RSS είναι στόχοι δύο ενζύμων που τις διασπούν με καθορισμένο τρόπο
Τα ένζυμα RAG1 και RAG2 προσδένονται σε RSS και δημιουργούν μια μονόκλωνη εγκοπή Το σύμπλοκο RAG1/RAG2/RSS ζευγαρώνει με ένα άλλο RSS και προκαλεί ακόμη μία εγκοπή στον απέναντι κλώνο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας δίκλωνης ρήξης Τα άκρα της κωδικής αλληλουχίας σχηματίζουν δομή φουρκέτας μέσω της διάσπασης και εξακολουθούν να συνδέονται με το σύμπλοκο RAG1/RAG2 ενώ τα άκρα RSS συμμετέχουν σε ένα σύμπλοκο μετά την εγκοπή Οι φουρκέτες ανοίγουν μέσω της δράσης μιας νουκλεάσης, ενώ παράγοντες σύνδεσης μη ομόλογων άκρων ενώνουν τα άκρα D και J μεταξύ τους, καθώς και τα δύο άκρα RSS μεταξύ τους Οι εγκοπές στα άκρα της φουρκέτας μπορεί να υποστούν περαιτέρω επεξεργασία με πέψη από νουκλεάσες ή προσθήκη νουκλεοτιδίων, αυξάνοντας την ποικιλότητα στις συνδέσεις των τμημάτων

10 Το ξύπνημα της Ωραίας Κοιμωμένης
Το ξύπνημα της Ωραίας Κοιμωμένης Σε αντίθεση με τη δροσόφιλα και παρά το γεγονός ότι ~5% του ανθρώπινου γονιδιώματος περιλαμβάνει αλληλουχίες τρανσποζονίων DNA, κανένα από αυτά δεν έχει ενεργοποιηθεί τα τελευταία 50 εκατομμύρια χρόνια. Απενεργοποίηση μέσω μεταλλάξεων

11 Είναι δυνατόν να "ξυπνήσει" ένα ανενεργό μεταθετό για χρήση σε μεταλλαξιγένεση σπονδυλωτών;
Η οικογένεια DNA μεταθετών Tc1/mariner συναντάται σε πολλούς διαφορετικούς οργανισμούς → χρήσιμο σε πειράματα μεταλλαξιγένεσης Τα αντίστοιχα στοιχεία του σολομού φαίνεται να είναι τα πιο πρόσφατα (~14 My) απενεργοποιημένα

12 Consensus 12 μεταθετών από 8 είδη: μη λειτουργικό
Το ενεργό μεταθετό στοιχείο Sleeping Beauty ανακατασκευάστηκε από ανενεργά μεταθετά στοιχεία Consensus 12 μεταθετών από 8 είδη: μη λειτουργικό

13 Μέσω Sleeping Beauty αποκαλύφθηκαν γονίδια:
Οι περισσότερες μορφές καρκίνου οφείλονται σε μεταλλαγές που πραγματοποιούνται σε σωματικά κύτταρα Η πειραματική επαγωγή καρκίνου μέσω μεταλλαξιγένεσης σε σωματικά κύτταρα με την ελεγχόμενη χρήση ενός γνωστού τρανσποζονίου θα ήταν ένας χρήσιμος τρόπος για να αποκαλυφθούν γονίδια τα οποία είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των όγκων Μέσω Sleeping Beauty αποκαλύφθηκαν γονίδια: απουσία των οποίων αναπτυσσόταν καρκίνος η υπερ-έκφραση των οποίων προκαλούσε καρκίνο

14 Sleeping beauty επαγώμενες μεταλλάξεις: ενεργοποίηση/απενεργοποίηση γονιδίων
Mechanisms of transposon induced mutations. Both the T2/Onc and T2/Onc2 transposons can function to induce gain-of-function mutations in oncogenes (A and B). These are typically caused by transposon integration within the promoter region of the oncogene (A) or within the transcription unit of the oncogene (B). In both cases, the promoter/splice donor within the transposon (blue arrow & box) drives overexpression of either a near full-length transcript (A) or truncated transcript (B). In the case of tumor suppressor genes, transposon integration within the transcription unit can introduce a loss-of-function mutation. Splice acceptor and polyA signals within the transposon (red boxes) can trap the promoter of a tumor suppressor gene in either orientation (C and D). The predicted splicing pattern of the gene transcript is shown above each figure with exons shown as solid lines and predicted splicing events as dashed lines. Η μεταλλαξιγένεση μέσω SB ταυτοποίησε νέα υποψήφια ογκογονίδια στον ποντικό. Σε αντίθεση με την επιμόλυνση με ρετροϊούς, η μετάθεση της SB μπορεί να κατευθυνθεί ελεγχόμενα σε οποιοδήποτε ιστό και έτσι, δυνητικά, να επάγει πολλούς διαφορετικούς τύπους όγκων.

15 Ρετρομετάθεση (Μεταθετά τάξης Ι)
Ρετρομετάθεση (Μεταθετά τάξης Ι)

16 Η μετάθεση στην οποία εμπλέκεται υποχρεωτικά η σύνθεση ενός ενδιάμεσου μορίου RNA είναι ένα φαινόμενο που απαντάται αποκλειστικά στους ευκαρυώτες

17 Οι αναπαραγωγικοί κύκλοι των ρετροϊών και των ρετροποζονίων περιλαμβάνουν εναλλαγή ανάμεσα στο στάδιο όπου γίνεται αντίστροφη μεταγραφή από RNA σε DNA και στο στάδιο όπου γίνεται μεταγραφή από DNA σε RNA. Μόνο οι ρετροϊοί μπορούν να σχηματίσουν μολυσματικά σωμάτια. Τα ρετροποζόνια περιορίζονται σε έναν ενδοκυτταρικό κύκλο.

18 Σύγκριση ρετροτρανσποζονίου LTR και ρετροϊικού DNA
(α) Ρετροτρανσποζόνιο LTR: Ένα τυπικό ρετροτρανσποζόνιο LTR φέρει ευθείες επαναλήψεις μήκους περίπου 300 έως 500 bp (κίτρινα βέλη) εκατέρωθεν της περιοχής που περιέχει τα γονίδια gag και pol. Το γονίδιο gag κωδικοποιεί για μία δομική πρωτεΐνη, γνωστή ως αντιγόνο ειδικής ομάδας, η οποία αλληλεπιδρά με το RNA σχηματίζοντας ένα ιοειδές σωμάτιο. Το γονίδιο pol κωδικοποιεί για ένα πολυπεπτίδιο μεγάλου μήκους, από τη διάσπαση του οποίου θα προκύψει μία αντίστροφη μεταγραφάση, μία ιντεγκράση και μία πρωτεάση. (β) Ρετροϊικό DNA: Μία κύρια διαφορά ανάμεσα στα ρετροτρανσποζόνια LTR και στα ρετροϊικά DNA είναι ότι τα ρετροϊικά DNA διαθέτουν γονίδια env, ενώ τα περισσότερα ρετροτρανσποζόνια όχι. Το προϊόν του γονιδίου env, μία πρωτεΐνη του φακέλου, είναι απαραίτητο για τη δημιουργία ενός μολυσματικού ιικού σωματίου.

19 Ο βιολογικός κύκλος των ρετροϊών περιλαμβάνει γεγονότα που μοιάζουν με μετάθεση
Αποτέλεσμα της μετάθεσης είναι η δημιουργία μικρών επαναλήψεων στο DNA-στόχο. Αν ο ρετροϊός ενσωματωθεί στη γαμετική σειρά (germline) τότε παραμένει στο γονιδίωμα ως ενδογενής προϊός (όπως ο λυσιγονικός βακτηριοφάγος). Κυτταρικές αλληλουχίες μπορούν να ανασυνδυαστούν με ρετροϊικές αλληλουχίες με αποτέλεσμα τη μετάθεσή τους και την ενσωμάτωσή τους σε νέες θέσεις στο γονιδίωμα. Κυτταρικές αλληλουχίες που μετατίθενται από ένα ρετροϊό σε νέες θέσεις μπορούν να αλλάξουν τις ιδιότητες του κυττάρου που έχει μολυνθεί από τον ιό.

20 Ο βιολογικός κύκλος του ρετροϊού περιλαμβάνει αντίστροφη μεταγραφή του RNA γονιδιώματος σε δίκλωνο DNA, το οποίο εισάγεται στο γονιδίωμα του ξενιστή ώστε να μεταγραφεί σε RNA.

21 Το ένζυμο που ευθύνεται για τη δημιουργία του αντιγράφου DNA από το RNA είναι η αντίστροφη μεταγραφάση. Το ένζυμο που ευθύνεται για την ενσωμάτωση λέγεται ιντεγράση. Σε κάθε ιοσωμάτιο συσκευάζονται δύο αντίγραφα του γονιδιώματος RNA, καθιστώντας το ουσιαστικά διπλοειδές. Όταν ένα κύτταρο μολυνθεί από δύο διαφορετικούς αλλά συγγενικούς ιούς, είναι δυνατόν να δημιουργηθούν ετεροζυγωτικά ιοσωμάτια που φέρουν ένα γονιδίωμα από κάθε τύπο ιού.

22 Τα γονίδια των ρετροϊών

23 Τα γονίδια του ρετροϊού παράγουν πολυπρωτεΐνες που μετατρέπονται σε συγκεκριμένα προϊόντα μετά από επεξεργασία.

24 Όταν τα πλαίσια ανάγνωσης των gag και pol είναι σε συνεχή σειρά και στο ίδιο αναγνωστικό πλαίσιο, τότε η καταστολή του τερματισμού της μετάφρασης από ένα Glu-tRNA που αναγνωρίζει το κωδικόνιο λήξης επιτρέπει τη σύνθεση μιας πολυπρωτεΐνης Gag-Pol. Όταν τα gag και pol βρίσκονται σε διαφορετικά πλαίσια ανάγνωσης, η παραγωγή της πολυπρωτεΐνης Gag-Pol γίνεται με μετατόπιση του αναγνωστικού πλαισίου από το ριβόσωμα. Η αναγνωστική διέλευση που παράγει Gag-Pol έχει απόδοση ~5% σε σχέση με την παραγωγή της Gag. To αποτέλεσμα είναι ότι η Gag ξεπερνά ποσοτικά την Gag-Pol κατά ~20 φορές. Η λειτουργία της πρωτεάσης μπορεί να είναι μέρος της Gag ή της Pol ή, κάποιες φορές, να αποτελεί ανεξάρτητο αναγνωστικό πλαίσιο.

25 Οι ρετροϊοί (εδώ απεικονίζεται ο HIV) εκβλαστάνουν από την κυτταροπλασματική μεμβράνη ενός μολυσμένου κυττάρου. Η φωτογραφία είναι ευγενική προσφορά του Matthew Gonda.

26 Η σύνθεση του ιικού DNA

27 Το RNA των ρετροϊών τερματίζει σε ομόρροπες επαναλήψεις (R), το ελεύθερο γραμμικό DNA σε LTR και ο προϊός σε LTR, που έχουν βραχυνθεί κατά δύο βάσεις.

28 χάρη στην ενεργότητα RNase Η της αντίστροφης μεταγραφάσης
του ξενιστή Ο αρνητικός κλώνος του DNA σχηματίζεται με αλλαγή μήτρας κατά την αντίστροφη μεταγραφή.

29 Η σύνθεση της θετικής αλυσίδας του DNA απαιτεί ένα δεύτερο άλμα.

30 Πότε μπορεί να συμβεί ανασυνδυασμός στους ρετροϊούς;
Θυμηθείτε: σε κάθε ιοσωμάτιο συσκευάζονται δύο αντίγραφα του γονιδιώματος RNA. Κατά τη σύνθεση της αρνητικής αλυσίδας (μεταπήδηση από τον ένα κλώνο στον άλλο). Κατά τη σύνθεση της θετικής αλυσίδας (λιγότερο συνηθισμένο).

31 Κάθε LTR φέρει έναν υποκινητή που εντοπίζεται στην περιοχή U3
Κάθε LTR φέρει έναν υποκινητή που εντοπίζεται στην περιοχή U3. Ο υποκινητής στην αριστερή LTR ευθύνεται για την έναρξη της μεταγραφής του προϊού. Κάποιες φορές ο προϊός επιτυγχάνει την ενεργοποίηση γονιδίων του ξενιστή που κείνται γειτονικά της θέσης ενσωμάτωσης του προϊού: Είτε μέσω του υποκινητή στη δεξιά LTR. Είτε μέσω ενισχυτή (enhancer) σε LTR.

32 Όταν το ιικό DNA ενσωματωθεί σε ένα κύτταρο της γαμετικής σειράς (germline) κληρονομείται πλέον ως ένας "ενδογενής προϊός" (endogenous provirus) του οργανισμού. Οι ενδογενείς προϊοί συνήθως δεν εκφράζονται, αλλά μερικές φορές ενεργοποιούνται από εξωτερικά γεγονότα, όπως μια μόλυνση από έναν άλλο ιό.

33 Ελαττωματικοί ιοί

34 Στους μετασχηματιστικούς ιούς, που είναι ελαττωματικοί ως προς την αντιγραφή, ένα τμήμα της αλληλουχίας του ιού έχει αντικατασταθεί από μια κυτταρική αλληλουχία. Ο ελαττωματικός ιός μπορεί να αντιγραφεί με τη βοήθεια ενός βοηθητικού ιού που φέρει τις λειτουργίες άγριου τύπου.

35 Πώς ενσωματώνονται τα γονίδια onc στους ρετροϊούς;
c-onc έχουν ιντρόνια v-onc δεν έχουν ιντρόνια Μοντέλο;;

36 Ελαττωματικοί ως προς την αντιγραφή ιοί δημιουργούνται μέσω ενσωμάτωσης και επακόλουθης δημιουργίας ελλείμματος στο ιικό γονιδίωμα. Έτσι, προκύπτει ένα υβριδικό μετάγραφο με αλληλουχίες προερχόμενες από τον ιό και το κύτταρο, το οποίο συσκευάζεται μαζί με ένα φυσιολογικό γονιδίωμα του ιού. Για να σχηματιστεί το γονιδίωμα ενός ελαττωματικού ως προς την αντιγραφή ιού, είναι αναγκαίο να γίνει μη ομόλογος ανασυνδυασμός. Ο ανασυνδυασμός συμβαίνει με διάφορους τρόπους και με μεγάλη συχνότητα κατά τη διάρκεια του μολυσματικού κύκλου του ρετροϊού.

37

38 Η μεταγραφή και το μάτισμα ενός γονιδίου αποδίδει ένα μόριο mRNA από το οποίο έχουν απομακρυνθεί τα ιντρόνια. Το μόριο mRNA μπορεί να αντιγραφεί από την αντίστροφη μεταγραφάση, αποδίδοντας ένα αντίγραφο cDNA χωρίς ιντρόνια. Η ενσωμάτωση αυτού του cDNA στο χρωμοσωμικό DNA οδηγεί στο σχηματισμό ενός επεξεργασμένου ψευδογονιδίου. Το ψευδογονίδιο αυτό βρίσκεται σε διαφορετικό «περιβάλλον» από το αρχικό γονίδιο, συνεπώς η έκφρασή του μπορεί να διαφέρει σημαντικά.

39

40

41 Τα κοντά πόδια σε ορισμένες ράτσες σκύλων οφείλονται στη μετάθεση ενός ρετρογονιδίου.
Το γονίδιο Fgf4 στις ποικιλίες σκύλων με μακριά πόδια εκφράζεται μόνο από τη φυσιολογική χρωμοσωμική του θέση. Στις ποικιλίες σκύλων με κοντά πόδια, ένα αντίγραφο του γονιδίου έχει ενσωματωθεί στη μέση ενός στοιχείου LINE μέσω ρετρομετάθεσης. Στο ανώμαλο πρότυπο έκφρασης αυτού του αντιγράφου του Fgf4 οφείλεται ο πρόωρος τερματισμός της ανάπτυξης των οστών και τα χαρακτηριστικά κοντά πόδια σε ορισμένες ράτσες σκύλων

42 Δεν περνούν από μια ανεξάρτητη μολυσματική μορφή
Προκύπτουν από μετάγραφα της RNA πολυμεράσης ΙΙ Δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες με λειτουργίες μετάθεσης: μη αυτόνομα Τα ρετροποζόνια διαιρούνται στην ιική υπεροικογένεια (τα μέλη της οποίας μοιάζουν με ρετροϊούς), στα LINΕS και στη μη ιική υπεροικογένεια (τα μέλη της οποίας δε φέρουν κωδικές αλληλουχίες).

43 Τα ρετροποζόνια που έχουν στενή συγγένεια με τους ρετροϊούς έχουν παρόμοια οργάνωση με αυτούς. Αντίθετα, το μόνο κοινό των LINΕS με τους ρετροϊούς είναι η παρουσία της ενεργότητας αντίστροφης μεταγραφάσης.

44 Όμως, περιέχει ενεργά μη-LTR ρετροτρανσποζόνια (L1)
Τέσσερα είδη μεταθετών στοιχείων αποτελούν σχεδόν το μισό ανθρώπινο γονιδίωμα. Το γονιδίωμα του ποντικού περιέχει πολλούς ενεργούς ρετροϊούς με ικανότητα οριζόντιας μόλυνσης Το γονιδίωμα του ανθρώπου δεν περιέχει ενεργούς ρετροϊούς: έπαψαν να είναι ενεργοί ~50 εκατ. χρόνια πριν Όμως, περιέχει ενεργά μη-LTR ρετροτρανσποζόνια (L1)

45 Repetitive sequences in the human genome.
Rodić N, Burns KH (2013) Long Interspersed Element–1 (LINE-1): Passenger or Driver in Human Neoplasms?. PLoS Genet 9(3): e doi: /journal.pgen

46 Παρά την ύπαρξη περισσοτέρων από 500,000 αντιγράφων μη-LTR ρετρομεταθετών (L1) στο ανθρώπινο γονιδίωμα, τα περισσότερα είναι αδρανή εξαιτίας σημειακών μεταλλάξεων, αναδιατάξεων ή ελειμμάτων. Μόνο ένα μικρό υποσύνολο 80–100 τέτοιων στοιχείων είναι ενεργό σε έναν άνθρωπο

47 DNA methylation and related mechanisms inhibit LINE-1 (L1) expression, and hypomethylation of DNA allows the L1 retrotransposon “life cycle” to proceed. Rodić N, Burns KH (2013) Long Interspersed Element–1 (LINE-1): Passenger or Driver in Human Neoplasms?. PLoS Genet 9(3): e doi: /journal.pgen

48 Στα περισσότερα γονιδιώματα συναντώνται πολυάριθμα μεταθετά στοιχεία
Τα ποσοστά των διαφορετικών οικογενειών μεταθετών στοιχείων σε διάφορους οργανισμούς

49 Τα μεταθετά στοιχεία συνιστούν ένα μεγάλο ποσοστό του γονιδιώματος.

50 Alu Ρετροστοιχεία Τα ρετροστοιχεία Alu αποτελούν περίπου το 11% του ανθρώπινου γονιδιώματος Το όνομα προέρχεται από την ιδιότητά τους να πέπτονται από το περιοριστικό ένζυμο που προέρχεται από τον Arthrobacter luteus (Alu: AGCT). Τα ρετροστοιχεία Alu ανήκουν στην οικογένεια των SINEs. Τα Alus έχουν μήκος περίπου 300 bp και περιέχουν αριστερά και δεξιά μονομερή. Τα Alus εμπλέκονται σε ανασυνδυασμούς με άλλα Alus καθώς και των γειτονικών τους περιοχών. Τα Alus δεν κωδικοποιούν την αντίστροφη μεταγραφάση και επομένως είναι μη-αυτόνομα στοιχεία. Για την ενεργοποίησή τους η αντίστροφη μεταγραφάση πρέπει να δοθεί από ένα LINE.

51 The Alu fossil record Οι αλληλουχίες Alu στα ανθρωποειδή σχηματίζουν ένα αρχείο απολιθωμάτων που είναι εύκολο να αναλυθεί. Διότι το αποτέλεσμα της εισόδου μιας αλληλουχίας Alu έχει μια χαρακτηριστική υπογραφή που διαβάζεται εύκολα και καταγράφεται πιστά από γενιά σε γενιά. Έτσι, η μελέτη των αλληλουχιών Alu αποκαλύπτει λεπτομέρειες καταγωγής διότι άτομα που μοιράζονται μια συγκεκριμένη αλληλουχία Alu θα έχουν αναγκαστικά ένα κοινό πρόγονο. Οι περισσότερες αλληλουχίες Alu μπορούν να βρεθούν στις αντίστοιχες θέσεις στα γονιδιώματα άλλων ανθρωποειδών. Όμως, σχεδόν 2000 από αυτές είναι μοναδικές στους ανθρώπους.

52 Τα τρανσποζόνια προκαλούν αναδιατάξεις στο DNA

53 Ο αμοιβαίος ανασυνδυασμός ανάμεσα σε ομόρροπες επαναλήψεις εξαλείφει το υλικό ανάμεσά τους. Κάθε προϊόν του ανασυνδυασμού έχει ένα αντίγραφο της ομόρροπης επανάληψης.

54 Ο αμοιβαίος ανασυνδυασμός ανάμεσα σε ανάστροφες επαναλήψεις αναστρέφει την περιοχή ανάμεσά τους.

55 Τα Alus εμπλέκονται σε ανθρώπινες παθήσεις
Η πρώτη αναφορά ανασυνδυασμού με βάση στοιχεία Alu ο οποίος επέφερε μια επικρατή, κληρονομίσημη προδιάθεση για καρκίνο ήταν μια αναφορά του 1995 για hereditary nonpolyposis colorectal cancer [Nystrom-Lahti]. Οι επόμενες ασθένειες του ανθρώπου έχουν συνδεθεί με εισαγωγές στοιχείων Alu: Καρκίνος του στήθους Σάρκωμα του Ewing Οικογενειακή υπερχοληστερολαιμία Αιμοφιλία Neurofibromatosis Diabetes mellitus type II

56 Στον LDLR προσ-δένεται η LDL που διακινεί τη χοληστε-ρόλη στο αίμα.
Ο ανασυνδυασμός ανάμεσα στα στοιχεία Alu προκαλεί μεταλλαγές στο γονίδιο που κωδικοποιεί τον υποδοχέα της λιποπρωτεΐνης χαμηλής πυκνότητας (LDLR).

57 Τα μεταθετά στοιχεία είναι δυνατόν να προκαλέσουν μεταλλάξεις

58 Στον άνθρωπο έχουν χαρακτηριστεί νέες ενθέσεις ρετροτρανσποζονίων σε ~50 μεμονωμένες περιπτώσεις 34 διαφορετικών ασθενειών. Αιμοφιλία Μυϊκή δυστροφία β-θαλασσαιμία Οξεία ολική ανοσοανεπάρκεια Σύμφωνα με τις τρέχουσες εκτιμήσεις, 1 στις 600 μεταλλαγές στον άνθρωπο οφείλονται σε ενθέσεις ρετροτρασνποζονίων

59 Η ένθεση ενός στοιχείου L1 στο γονίδιο της αιμοφιλίας Α (παράγοντα VΙΙΙ) προκαλεί την αδρανοποίησή του.

60 Τα μεταθετά στοιχεία επηρεάζουν τη γονιδιακή έκφραση
Παράδειγμα 1: Μεταφορά από ρετρο-τρανσποζόνια γειτονικών τους αλληλουχιών Παράδειγμα 2: Doc1420 Παράδειγμα 3: Accord in Cyp6g1

61 Doc1420 80% των πληθυσμών της D. melanogaster έχουν ένθεση του LINE ρετρομεταθετού Doc1420 στο γονίδιο CHKov1 (μάλλον κινάση της χολίνης) Η αρχική ένθεση έγινε πριν από ~90000 χρόνια, αλλά τα τελευταία χρόνια επήλθε απότομη εξάπλωση (→ πρόσφατο εξελικτικό πλεονέκτημα) Η ένθεση στο εξόνιο 2 του CHKov1 παράγει μια νέα σειρά μη λειτουργικών μεταγράφων

62 Ρόλος στην ανθεκτικότητα σε ΟΡs?
Δημιουργία δύο στελεχών Drosophila: Ένα με ένθεση Doc1420 Το άλλο όχι Έκθεση σε ΟPs Το πρώτο στέλεχος παρουσίασε μεγαλύτερη επιβίωση στην έκθεση (81% επιβίωση σε διαγνωστική συγκέντρωση OP) Το δεύτερο μικρότερη επιβίωση (32%)

63 Accord Για την κατανόηση των μοριακών μηχανισμών ανθεκτικότητας στο DDT έγινε σύγκριση (με μικρο- συστοιχίες) ανθεκτικών και μη ανθεκτικών στελεχών D. melanogaster ως προς την έκφραση ~90 γονιδίων Όλα τα ανθεκτικά παρουσίαζαν υπερέκφραση του Cyp6g1 Ανοδικά του Cyp6g1 είναι ενσωματωμένο το LTR ρετρομεταθετό Accord Καθοδηγούμενη από ισχυρό υποκινητή/ενισχυτή στο LTR του Accord αυξάνεται η μεταγραφή και η έκφραση του γειτονικού Cyp6g1

64 Μελετήστε: Genes VIII : Tropp: 17.1 έως 17.3 17.6 17.9 έως 17.10 16.5
Chapter 11.2