Back to chapter

7.11:

نظرة عامة على انتقال واعادة تركيب

JoVE Core
Molecular Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Molecular Biology
Overview of Transposition and Recombination

Languages

Share

تبديل موضع الجين هو شكل متخصص من التهجين الذى فيه يتم نقل العناصر الجينية مثل أجزاء الكروموسومات من موقع في الجينوم لآخر. 00:00:11.840 00:00:16.460 تسمى هذه العناصر المتنقلة بالوحدة المتنقلة أو الجينات القافزة. كل وحدة متنقلة تحتوي على تسلسل شفرة لإنزيم يسمى ترانسبوزيز بالإضافة إلى الجينات الأخرى وكذلك تسلسلات مرافقة قصيرة التى هى تكمل كل منهما الآخربشكل عكسي.00:00:29.050 00:00:31.660 هناك ثلاثة أنواع من تبديل الموضع 00:00:31.660 00:00:35.200 في النوع الأول المعروف باسم تبديل الموضع الغير متضاعف أو المحافظ لجين الذى يرمز إلى ترانسبوزاز ينتج انزيم ثنائى الوحدة الذى يشق عند تسلسل مقلوب قصير الذى 00:00:43.000 00:00:45.340 يحيط بالوحدة المتنقلة للدى إن إيه. ثم التسلسل المقلوب يقترب من بعضه لتشكيل حلقة الدى إن إيه التي يمكن إدراجها في الكروموسوم الهدف عن طريق قطع وسطية. في النوع الثاني يسمى تبديل الموضع التضاعفى يشق الترانسبوزيز كلا طرفى الوحدة المتنقلة والحمض النووي المستهدف.ثم الأطراف 3 للوحدة المتنقلة و الأطراف 5 00:01:07.725 00:01:10.770 للدى إن إيه الهدف تتصلا تساهميا 00:01:10.770 00:01:14.010 في خطوة تسمى نقل الشريط. هذا يخلق وسيط حيث الطرف 5 للوحدة المتنقلة لا يزال متصلا بدى إن إيه المعطى. 00:01:20.940 00:01:25.170 الأطراف غير المربوطة يتم استخدامها كبادئة بواسطة الدى إن إيه بوليميراز لتضاعف الوحدة المتنقلة.هذا الوسيط يسمى بالمتكامل. إنزيمات تسمى ريسولفازيس تشق الوسيط 00:01:34.940 00:01:39.020 في موقع داخلى واضح منتجا بذلك دى إن إيه للمانح والهدف التى بكل منها نسخة من الوحدة المتنقلة. في النوع الثالث من النقل العنصر القابل للنقل يكون فى البداية 00:01:48.820 00:01:51.520 منسوخة إلى وسيط آر إن إيه والمعروف يإسم ريتروترانسبوزون آر إن أيه يتم نسخه إلى تسلسل دى إن إيه بالنسخ العكسى و بعد ذلك 00:01:59.590 00:02:02.220 يتم إدراجه في موقع الهدف على الرغم من آلياتهم المختلفة كل هذه العمليات الثلاث يمكن أن تغير التركيب الجينومي ويحتمل وظيفة الحمض النووي الهدف.

7.11:

نظرة عامة على انتقال واعادة تركيب

تشكل الينقولات جزءاً مهماً من جينومات الكائنات الحية المختلفة. لذلك، يُعتقد أن التحويل لعب دوراً تطورياً رئيسياً في الانتواع من خلال تغيير أحجام الجينوم وتعديل أنماط التعبير الجيني. على سبيل المثال، في البكتيريا، يمكن أن يؤدي التحويل إلى منح مقاومة للمضادات الحيوية.يمكن أن تساعد حركة العناصر القابلة للنقل داخل المجموعة الجينية للبكتيريا المسببة للأمراض في نقل العناصر الجينية المقاومة للمضادات الحيوية. في حقيقيات النوى، يمكن أن تؤدي الينقولات أدواراً تنظيمية من خلال التحكم في التعبير الجيني المستهدف في ظل ظروف فسيولوجية معينة، مثل الإجهاد. في الواقع، تمت دراسة تنظيم الجينات بواسطة الينقولات استجابة للإجهاد على نطاق واسع في النباتات.

تقدم جينومات النبات نموذجاً ممتازاً لدراسة التحويل. تم اكتشاف الينقولات بواسطة باربرا مكلينتوك بينما كانت تبحث في خلايا الذرة ذات الكروموسومات المكسورة. اكتشفت أن نقل العناصر الوراثية من الكروموسومات المكسورة يسبب تنوع اللون في الذرة.

نادراً ما تتحرك الينقولات بسبب الآثار الضارة للتبديل. تم ربط تواتر التحويل بمواصفات التسلسل والزخارف الهيكلية في المواقع المانحة والمستهدفة. هذا التردد المنخفض للتبديل يعني أن الاختيار الجيني مطلوب لاكتشاف نتائج التحويل. إحدى هذه النتائج، التي تعتمد بشكل مباشر على تردد التحويل ، هي وجود بقع بيضاء على أزهار نباتات الخطم.

Suggested Reading

  1. Warren, Ian A., Magali Naville, Domitille Chalopin, Perrine Levin, Chloé Suzanne Berger, Delphine Galiana, and Jean-Nicolas Volff. "Evolutionary impact of transposable elements on genomic diversity and lineage-specific innovation in vertebrates." Chromosome research 23, no. 3 (2015): 505-531.
  2. Kapitonov, Vladimir V., and Jerzy Jurka. "A universal classification of eukaryotic transposable elements implemented in Repbase." Nature Reviews Genetics 9, no. 5 (2008): 411.
  3. McClintock, Barbara. "Mutable loci in maize." Carnegie Inst Wash Year Book 47 (1948): 155-169.