7.12: DNAのみのトランスポゾン

トランスポゾンは原核生物と真核生物の両方に存在し、アメーバゲノムの5%、ヒトゲノムの44%、トウモロコシゲノムの最大90%を占めています。トランスポゾンにはさまざまな種類がありますが、大きく分けて2つのクラス(1つと2つ)に分類できます。

クラス1トランスポゾンは、レトロトランスポゾンとも呼ばれ、標的に挿入する前にRNA中間体をDNAに転写する必要があります。

しかし、クラス2トランスポゾン、または「DNAのみのトランスポゾン」は、転位中もDNAの形態のままです。また、トランスポザーゼと呼ばれる多機能酵素をコードする遺伝子も含まれています。

トランスポゼース遺伝子は、約9〜40塩基対の長さの一本鎖で、互いに逆補体である末端逆反復配列に隣接しています。カット&ペーストのトランスポジション中、遺伝子はトランスポゼース酵素の2つのモノマーを発現し、末端の逆リピートに結合します。

モノマーが二量体化すると、2つの逆リピートが一緒になります。これにより、シナプス複合体またはトランスポゾンソームと呼ばれる安定したDNAタンパク質複合体が作られます。

次に、トランスポゾンはトランスポゾンの両端にあるDNA鎖を切断し、直接反復と呼ばれる配列を残します。これにより、トランスポゾンはドナーDNAから放出され、ランダムなターゲットに自由に輸送できるようになります。

挿入のために、トランスポゼースはホスホジエステル結合を切断することにより、標的DNAに2つの千鳥状に切断します。ターゲットDNAの切断された鎖を引き離して、一本鎖オーバーハングのギャップを作ります。

ここで、トランスポゾンDNAの3’OH末端が標的DNAの5’末端と反応し、トランスポゾンの5’末端とターゲットの3’末端との間に隙間が残ります。

DNAポリメラーゼは、ギャップの3’末端をプライマーとして使用し、標的部位の重複と呼ばれるプロセスでギャップを埋めます。新たに合成されたDNAとトランスポゾンは、DNAリガーゼによって結合されます。

このような挿入は、重大な可能性のある影響をもたらす可能性があります。場合によっては、トランスポゾンによってコードされる新規のプロモーターまたは絶縁体を提供することにより、標的遺伝子をオンまたはオフにすることができます。

あるいは、mRNA生成中に正常なエクソンスプライシングを破壊することにより、遺伝子機能を変化させることもできます。例えば、新しいスプライス部位を含むトランスポゾンが既存の遺伝子に飛び込んで転写シグナルを再配線し、その結果、異常なmRNAが生成される場合に、このようなことが起こることがあります。