Elementi Trasponibili Flashcards
Quali sono i meccanismi di trasposizione?
La trasposizione con intermedio ad RNA che avviene solo negli eucarioti :
L’elemento trasponibile è copiato in RNA, poi grazie alla trascrittasi inversa è convertito nuovamente in DNA e quindi è inserito in una nuova regione genica.
La trasposizione con intermedio a DNA avviene sia in eucarioti che pricarioti e può essere:
Replicativa se l’elemento è prima duplicato e poi inserito nel sito accettore
Non replicativa se l’elemento trasponibile dal sito donatore a quello accettore.
Cosa sono le sequenze di inserzione?
Si trova nei procarioti è il più semplice degli ET.
Sono fatte da sequenze definite, con estremità ripetute e invertite.
La sequenza di inserzione contiene soloi geni necessari a muovere questa sequenza.
Essa codifica per una trasposasi che riconosce le sequenze di inserzione.
Queste sequenze si vanno ad inserire sempre in un sito bersaglio che ha la seauenza TCGAT, dove avviene un taglio sfalsato che produce estremità APPICCICOSE.
Quando la sequenza si inserisce intervengono dna polimerasi e ligasi che riparano le estremità appiccicose.
Come risultato c’è la duplicazione della sequenza bersaglio
Le IS POSSO TRASPORRE IN MANIERA AUTONOMA
Sul plasmide F sono presenti sequenza di inserzione IS 2 e IS3 e la sequenza gamma delta e un trasposone chiamato Tn1000 che permette l’inserzione del plasmide F nel cromosoma batterico.
La coniugazione batterica è permessa grazie all’omologia di sequenza degli elementi trasponibili.
Quanti tipi di trasposoni esistono e quali sono le loro caratteristiche?
I trasposoni compositi sono fiancheggiati da sequenze di inserzione che hanno a loro volta sequenze ripetute e invertite.
I trasposoni semplici hanno invece direttamente le sequenze ripetute e invertite.
I trasposoni compositi e non compositi batterici
I trasposoni compositi come ad esempio Tn3 che contiene il gene per la resistenza all’ampicillina, Tn951 geni per l’utilizzo del lattosio.
In questo caso le IS codificano per le trasposasi. Questo tipo di elementi causa la duplicazione del sito bersaglio.
I trasposoni non compositi batterici non hanno le IS ma terminano direttamente con le sequenze ripetute e invertite.
Il sito dove si vanno ad integrare, genera una duplicazione del sito bersaglio. Essi contengono al loro interno la sequenza codificante la trasposasi.
Hanno anche un enzima chiamato RESOLVASI coinvolto nella ricombinazione associata alla trasposizione.
Quanto tipi di trasposizione abbiamo?
Esiste la trasposizione conservativa (Tn10) che comporta lo spostamento dell’elemento trasponibile senza duplicazione.
Oppure la trasposizione REPLICATIVA (TN3) che riguarda lo spostamento da un DNA all’altro attraverso la formazione di un cointegrato, attraverso un evento di ricombinazione che avviene tra questi due elementiche comporta la replicazione dell’elemento trasponibile
Come avviene la trasposizione conservativa?
Viene effettuato un taglio nei due filamenti del DNA DONATORE si al 5’ che al 3’.
Viene effettuato un taglio sfalsato sulla molecola del ricevente 5’ 3’ (si duplica il sito bersaglio)
Il trasposone è exciso dalla molecola del donatore
Si traspone sulla molecola recipiente
La Dna polimerasi I riempie i vuoti delle estremità appiccicose.
Avviene la duplicazione del sito di inserzione
La molecola quindi viene eliminata dalla molecola donatrice
Le trasposizioni possono indurre una reversione di un eventi mutazionale cioè la ricomparsa del fenotipo normale in seguito a trasposizione.
Come avviene la trasposizione replicativa?
Si forma una struttura che poi è ripristinata da una resolvasi:
Vienr replicato l’elemento trasponibile (anche se è una ricombinazione piuttosto) poi il tutto è tagliato da una trasposasi
Vienr effettuato un taglio sfalsato nella sequenza bersaglio.
Entrambe le strutture hanno adesso un singolo taglio che apre la doppia elica dove è presente l’elemento trasponibile creando un cointegrato.
Tra il dna di partenza e quello bersaglio
Poi intervengono dna polimerasi e ligasi che creano una struttura che subisce taglio e ricombinazione per formare poi due molecole
Questo avviene grazie alla resolvasi che fa ricombinare questi due elementi (si duplica l’elemento trasponibile) e avremo due molevole di dna entrambe con un elemento trasponibile.
Quali sono i cambiamenti genetici prodotti dai trasposoni?
La presenza di un elemento trasponibile in una sequenza codificante, impedisce la formazione di un trascritto completo ler quel gene.
Si formerà una proteina tronca o proprio assente.
Nel caso degli operoni dove un singolo promotore regola più geni l, la presenza di un trasposone a monte andrà a bloccare tutti i geni controllati da quel promotore.
Se poi viene inibita la formazione di un mRNA policistronico, verrà inibita la formazione di più polipeptidi.
I trasposoni possono attivare l’espressione di un gene?
(Tn10)
Se un gene è sotto controllo di un promotore che viene inibito, la presenza di un elemento trasponibile, che contiene altri geni espressi da altri promotori, può alterare la trascrizione dei geni adiacenti. Se un promotore che codifica per i geni contenuti in un trasposone, promuove la trascrizione oltre l’elemento trasponibile stesso, può esprimere geni che prima non erano espressi
Questo accade solo se gli elementi trasponibili hanno promotori direzionati verso l’esterno.
Ad esempio, i trasposoni che hanno promotori che attivano la sequenza di inserzione. In questo caso i geni che si trovano a valle hanno la possibilità di essere trascritti.
Ad esempio Tn10 ha due promotori alle estremità delle sequenze di inserzione.
Il promotore pOUT promuove la trascrizione dei geni della molecola ospite
Il P in invece permette la trascrizione delle trasposasi. Cioè verso l’interno.
Questo può avvenire anche se il trasposone non è adiacente al promotore.
Tuttavia in questo caso l’mRNA andrà difficilmente incontro a traduzione perchè non rappresenterà un open reading frame
Potrebbe non presentare un codone di inizio e un codone di stop.
Quali sono i riarrangiamento genici prodotti dai trasposoni?
La presenza di sequenze ripetute nello stesso elemento trasponibile, o più elementi trasponibili gli uni vicini agli altri, possono rappresentare sequenze di omologia e quindi portare ad eventi di appaiamenti che portano alla formazione di strutture che portano a delezioni o inversioni di frammenti di dna e quindi mutazioni cromosomiche.
Gli elementi trasponibili nel mais
Le cariossidi del mais furono studiate da Barbara McClintock
Osservò che in una cariosside bianca c’erano chicchi con una colorazione variegata.
La mc clintock capì che erano dovuti agli elementibtrasponibili autonomi, in grado di muoversi da sole all’interno di un organismo, trasformando un allele mutato di nuovo in wild type (reversione).
Al contrario gli elementi non autonomi non hanno il gene che codifica per le trasposasie quindi permette la trasposizione e hanno bisogno di un elemento autonomo per trasporre.
Questi producono alleli mutanti stabili e una volta che si inserisce in un gene, esso difficilmente andrà in contro a trasposizione.
Nella cariosside del mais gli elementi autonomi sono gli Ac ovvero Activator mentre gli elementi non autonomi sono i Ds.
Come funzionano gli elementi trasponibili negli eucarioti?
Se considero un attivatore Ac un Ds e un gene C che codifica per il viola della cariosside.
Il gene C determina la pigmentazione della cariosside, quindi sarà colorata in condizione normale.
Se Ac fa trasporre Ds che si inserisce nel gene C, il chicco di mais sarà incolore.
La mutazione se il trasposone si traspone dal gene C può essere REVERTITA.
Quindi si parla di alle Ct quando questo ha fenotipo incolore e contiene l’elemento Ds non autonomo.
Se nelle varie divisioni, quell’elemento è trasposto, si ottiene la comparsa di chicchi variegati.
Come avviene il meccanismo di trasposizione di Ac?
Può trasporre soltanto durante la sua replicazione
la trasposizione può avvenire o in un sito accettore dove il dna si è già replicato e quindi si avranno due copie di Ac su uno dei due cromatidi, mentre il sito donatore sarà vuoto.
Se invece l’elemento Ac si trova nella forca replicativa, e traspone in una regione genica dove non è ancora avvenuta la duplicazione, il sito donatore sarà vuoto ma avremo un aumento netto delle copie di Ac.
cosa succede negli elementi trasponibili Ty del lievito?
alle estremità presentano delle sequenze delta e delle sequenze LTR cioè long terminal repeat.
l’elemento Ty viene retrotrascritto quindi contiene i geni per la trascrittasi inversa.
quindi Ty viene trascritto in RNA poi viene retrotrascritto in DNA e poi inserito in un sito accettore.
si tratta di una trasposizione replicativa perchè l’elemento trasponibile viene duplicato.
Cosa succede negli elementi trasponibili di Drosophila?
il 15% del suo materiale genetico è mobile.
uno di questi è l’elemento P che è caratterizzato da sequenze ripetute e invertite, è un elemento non autonomo se è sottoforma di brevi sequenze, diventa autonomo con sequenze più lunghe.
si muovono con un meccanismo copia e incolla, cioè l’elemento P viene duplicato prima di essere trasposto.
la trasposasi è presente solo a livello delle cellule germinali quindi è usato per introdurre nuovi geni negli embrioni di drosophila.
