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7.15:

Rétro-transposons non-LTR

JoVE Core
Molecular Biology
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JoVE Core Molecular Biology
Non-LTR Retrotransposons

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les rétrotransposons non-LTR sont un type de transposons de classe 1 qui représente actuellement environ 17%du génome humain. Contrairement aux rétrotransposons LTR avec leurs répétitions terminales longues caractéristiques, les rétrotransposons non-LTR ont gagné leur nom de l’absence de ces motifs particuliers. Les rétrotransposons non-LTR eux-mêmes sont subdivisés en deux catégories, les longs éléments nucléaires intercalés, ou LINEs, et les petits éléments nucléaires intercalés, ou SINEs.Tandis que les LINEs sont autonomes et peuvent coder les protéines essentielles à leur mobilisation, Les SINEs sont des rétrotransposons non-autonomes, et nécessitent des protéines codées par d’autres éléments pour leur mobilisation. Par exemple, les éléments L1, un type de rétrotransposons LINEs et l’un des rares transposons autonomes actifs chez l’homme, sont des éléments de 6 Kb environ de long contenant deux cadres de lecture ouverts. ORF1 code une protéine avec des activités de liaison à l’ARN et de chaperon.ORF2 code une protéine avec des domaines de transcriptase inverse et d’endonucléase. Ces deux protéines sont essentielles à la mobilisation de l’élément L1.À l’intérieur du noyau, l’ARN polymérase transcrit l’élément L1 en un ARN L1, qui est ensuite polyadénylé et transporté vers le cytoplasme pour être traduit en protéines ORF1 et ORF2. Ces deux protéines s’associent ensuite à l’ARN L1 pour former une ribonucléoprotéine L1, ou RNP.La RNP L1 est réimporté dans le noyau, où elle utilise son activité endonucléase pour faire des entailles en quinconce au site cible riche en AT.La transcriptase inverse utilise alors l’extrémité trois prime libre de l’un des brins de l’ADN comme amorce pour la transcription inverse du ARN L1.Ce processus est appelé transcription inverse amorcée sur le site cible. L’ARN L1 est ensuite digéré, tandis qu’une ADN polymérase cellulaire commence à étendre l’extrémité trois prime OH du brin complémentaire de l’ADN en utilisant le brin d’ADN nouvellement synthétisé comme modèle. Enfin, les extrémités de l’élément L1 nouvellement synthétisé sont scellées par les enzymes hôtes, ce qui entraîne une duplication du site cible.Contrairement aux LINEs, les SINEs ne mesurent que 100 à 400 paires de bases et ne peuvent pas coder pour les protéines nécessaires à leur transposition. Cependant, la plupart des éléments SINEs contiennent des fonctions structurelles, telles qu’une séquence trois prime riche en AT, qui permet, lors de la transcription, d’être reconnus par les protéines LINEs codées. Cela facilite leur intégration dans le génome par la même entraille et le processus de copie comme les éléments LINEs.

7.15:

Rétro-transposons non-LTR

Comme son nom l’indique, les rétrotransposons non-LTR n’ont pas les longues répétitions terminales caractéristiques des rétrotransposons LTR. De plus, les rétrotransposons LTR et non-LTR utilisent des mécanismes de mobilisation distincts. Les rétrotransposons non-LTR sont divisés en deux classes – Les longs éléments nucléaires intercalés (LINE) et les petits éléments nucléaires intercalés (SINE), tous deux présents en abondance chez la plupart des mammifères, y compris les humains. Certains des rétrotransposons actifs non LTR chez l’homme sont les éléments L1 (LINE) et les éléments Alu (SINE). ).

La transposition est généralement un événement fortuit, ce qui signifie que l’emplacement où l’élément transposable est inséré est aléatoire. Les transposons insérés au hasard dans les gènes peuvent interférer avec l’expression génique et provoquer des dysfonctionnements génétiques. Un exemple classique est l’insertion du rétrotransposon L1 dans le gène du facteur VIII qui cause l’hémophilie. L’intégration de L1 dans le gène suppresseur de tumeur Adenomatous polyposis coli (APC) a également été trouvée chez des patients atteints de cancer du côlon. L’élément SINE Alu provoque des aberrations chromosomiques et a également été lié à des anomalies congénitales comme la neurofibromatose.

Le mécanisme cellulaire de répression des rétrotransposons implique des modifications chimiques telles que la méthylation des éléments LINE ou la production de rétrotransposons tronqués. La grande majorité des éléments LINE et SINE dans le génome humain sont tronqués à leur extrémité 5’ en raison d’une transcription inverse erronée. Ces rétrotransposons sont généralement silencieux, ce qui signifie qu’ils n’affectent pas l’expression des gènes après l’insertion.

La présence de rétrotransposons dans les cellules cancéreuses a été exploitée pour développer des rétrotransposons comme L1, en tant que biomarqueurs du cancer. Il a été observé que la méthylation de L1 est significativement réduite dans les cellules cancéreuses. Ce type d’hypométhylation conduit à une instabilité génomique. Les niveaux de L1 hypométhylés ont été étudiés en tant que biomarqueurs de tumeurs malignes comme le cancer du sein, du côlon et de la peau.

Suggested Reading

  1. Ardeljan, Daniel, Martin S. Taylor, David T. Ting, and Kathleen H. Burns. "The human long interspersed element-1 retrotransposon: an emerging biomarker of neoplasia." Clinical chemistry 63, no. 4 (2017): 816-822.
  2. Sigalotti, Luca, Elisabetta Fratta, Ettore Bidoli, Alessia Covre, Giulia Parisi, Francesca Colizzi, Sandra Coral, Samuele Massarut, John M. Kirkwood, and Michele Maio. "Methylation levels of the" long interspersed nucleotide element-1" repetitive sequences predict survival of melanoma patients." Journal of translational medicine 9, no. 1 (2011): 78.
  3. Kazazian, Haig H., and John V. Moran. "The impact of L1 retrotransposons on the human genome." Nature genetics 19, no. 1 (1998): 19.