Kluczowa różnica między elementami transpozycyjnymi klasy I i klasy II polega na tym, że elementy transpozycyjne klasy I są retrotranspozonami, podczas gdy elementy transponowalne klasy II są transpozonami DNA.
Element transpozycyjny to sekwencja DNA, która może zmienić swoją pozycję w genomie. Czasami tworzy i odwraca mutacje. Może również zmienić tożsamość genetyczną i rozmiar genomu komórki. W wyniku tego procesu często dochodzi do duplikacji tego samego materiału genetycznego. Przenośny element został po raz pierwszy odkryty przez Barbarę McClintock i zdobyła nagrodę Nobla za swoje odkrycie w 1983 roku. Elementy transpozycyjne można podzielić na dwie klasy na podstawie ich mechanizmu transpozycji: elementy transpozycyjne klasy I i klasy II.
Czym są elementy transponowalne klasy I?
Elementy transpozycyjne klasy I to retrotranspozony. Retrotranspozon to rodzaj składnika genetycznego, który kopiuje i wkleja się w różne miejsca genomu, przekształcając RNA z powrotem w DNA w procesie zwanym odwrotną transkrypcją. Proces ten jest katalizowany przez enzym odwrotnej transkryptazy. Retrotranspozon zwykle wykorzystuje pośrednią transpozycję RNA. Elementy transpozycyjne klasy I są zwykle kopiowane w dwóch etapach. Najpierw są transkrybowane z DNA na RNA. Następnie wytworzony RNA podlega odwrotnej transkrypcji do DNA. Później to skopiowane DNA jest wstawiane z powrotem do genomu w nowej pozycji. Charakterystyki retrotranspozonów są bardzo podobne do retrowirusów, takich jak HIV.
Rysunek 01: Element transpozycyjny klasy I
Retrotranspozony można podzielić na trzy typy.
- Retrotranspozony z długimi powtórzeniami końcowymi (LTR), które kodują odwrotną transkryptazę,
- Retrotranspozony z długimi, rozproszonymi elementami jądrowymi (LINE), które kodują odwrotną transkryptazę, ale nie mają LTR i są transkrybowane przez polimerazę RNA II,
- Retrotranspozony z krótkimi rozproszonymi elementami jądrowymi (SINE), które nie kodują odwrotnej transkryptazy i są transkrybowane przez polimerazę RNA III.
Ponadto, ze względu na podobny mechanizm z retrotranspozonami, retrowirusy mogą być również uważane za elementy transpozycyjne.
Czym są elementy transpozycyjne klasy II?
Transponowalne elementy klasy II to transpozony DNA. Transpozycyjne elementy klasy II mają mechanizm transpozycji typu „wytnij i wklej”, który nie obejmuje pośredniego RNA. Transpozycja jest katalizowana przez kilka enzymów transpozazy. Enzymy te mogą specyficznie lub niespecyficznie wiązać się z DNA. Transpozaza wykonuje naprzemienne cięcie w docelowym miejscu DNA, które wytwarza lepkie końce. Następnie wycinają one ligaty transpozonów DNA do innych miejsc docelowych.
Rysunek 02: Przenośne elementy klasy II
Zazwyczaj polimeraza DNA wypełnia powstałe luki od lepkich końców, a ligaza DNA zamyka szkielet cukrowo-fosforanowy. Co więcej, ta transpozycja powoduje duplikację miejsca docelowego. Miejsca insercji transpozonów DNA można zidentyfikować za pomocą krótkich, bezpośrednich powtórzeń, po których następują powtórzenia odwrócone. Ale nie wszystkie transpozony DNA wykazują mechanizm transpozycji typu „wytnij i wklej”. Na przykład niektóre transpozony wykazują transpozycję replikacyjną, w której transpozony replikują się do nowej strony docelowej.
Podobieństwa między elementami transpozycyjnymi klasy I i klasy II
- Transpozycyjne elementy Klasy I i Klasy II to mobilne elementy genetyki lub geny skaczące.
- Oboje mogą zmienić swoją pozycję w genomie.
- Są zbudowane z sekwencji DNA.
- Są samolubnymi elementami genetycznymi.
- Są bardzo ważne w funkcjonowaniu genomu i ewolucji.
Różnica między elementami transpozycyjnymi klasy I i klasy II
Transponowalne elementy klasy I to retrotranspozony, natomiast transpozonowe elementy klasy II to transpozony DNA. Jest to więc kluczowa różnica między elementami transpozycyjnymi klasy I i klasy II. Ponadto transpozycyjne elementy klasy I wykorzystują w mechanizmie transpozycji produkty pośrednie RNA. Z drugiej strony, elementy transpozycyjne klasy II wykorzystują pośrednie DNA w mechanizmie transpozycji.
Poniższa infografika zestawia różnice między transpozycyjnymi elementami klasy I i klasy II w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – Przenośne elementy klasy I i klasy II
Elementy transpozycyjne są znane jako ruchome elementy genetyczne lub geny skaczące. To sekwencje DNA. Elementy transpozycyjne są podzielone na dwie klasy w oparciu o ich mechanizm transpozycji jako elementy transpozycyjne klasy I i klasy II. Elementy transpozycyjne klasy I to retrotranspozony, natomiast elementy transpozycyjne klasy II to transpozony DNA. Jest to więc kluczowa różnica między elementami transpozycyjnymi klasy I i klasy II.
