Kluczowa różnica – transpozy bakteryjne a integrazy retrowirusowe
Transportowalny materiał genetyczny wyewoluował zgodnie z dwiema głównymi strategiami przemieszczania się z jednego regionu do drugiego w obrębie genomów i pomiędzy nimi. Jedna metoda polega na przemieszczeniu się przez cząsteczkę RNA przed utworzeniem cząsteczki DNA, podczas gdy druga ścieżka obejmuje produkty pośrednie DNA. Przykładami takiego materiału genetycznego zdolnego do transpozycji są transpozazy i wirusowe integrazy. Transpozazy bakteryjne wiążą się z końcami transpozonów i dzięki różnym mechanizmom ułatwiają katalizę przemieszczenia transpozonów do innej części genomu. Integrazy retrowirusowe to enzymy, które pomagają w integracji materiału genetycznego retrowirusa, takiego jak HIV, z materiałem genetycznym (DNA) zakażonej komórki gospodarza. Jest to kluczowa różnica między transpozazami bakteryjnymi a integrazami retrowirusowymi.
Czym są transpozy bakteryjne?
Transpozazę można zdefiniować jako enzym związany z końcem transpozonów, który ułatwia katalizę przemieszczenia transpozonów do innej części genomu za pomocą różnych mechanizmów. Takie mechanizmy obejmują „mechanizm wycinania i wklejania” oraz „mechanizm transpozycji replikacji”. Transpozazę po raz pierwszy wprowadzono poprzez klonowanie enzymu potrzebnego do transpozycji transpozonu Tn3. Dwie ważne strategie zostały wykorzystane przez transpozycyjne elementy genetyczne do przemieszczania się między genomami lub z jednego miejsca w drugie. Transport przez półprodukt RNA przed syntezą kopii DNA jest jedną ze strategii, podczas gdy drugą jest wiązanie z samymi półproduktami DNA. Reakcje rekombinacji, które biorą udział w integracji obu pierwiastków, zachodzą dzięki enzymom specyficznym dla danego pierwiastka. Tak więc, w przypadku elementów DNA, enzymy te są znane jako transpozazy, podczas gdy w przypadku elementów RNA są one znane jako integrazy.
Porównując różnice między obiema strategiami transpozycji, wydaje się, że proces wstawiania jest identyczny chemicznie. Jednak ostatnie dowody sugerują, że pewne podobieństwa w mechanizmie integracji są widoczne w regionach sekwencji aminokwasowych, które tworzą miejsce aktywne; motyw DDE. Obecnie klasyfikowanych jest pięć rodzin transpozaz, ale liczba rodzin jeszcze nie wzrośnie z nowymi cechami transpozaz. Rodziny te obejmują transpozazę DDE, transpozazę tyrozynową (Y), transpozazę serynową (S), transpozazę Rolling Circle, odwrotne transkryptazy/endonukleazy (RT/En) itp. Rodziny te wykorzystują unikalne mechanizmy katalityczne do rozrywania i ponownego łączenia DNA. Transpozaza DDE obejmuje mechanizm wycinania i wklejania oryginalnego transpozonu i zawiera trzy zestawy konserwowanych aminokwasów, a mianowicie; asparaginian (D), asparaginian (D) i glutaminian (E). Transpozazy tyrozyny biorą również udział w mechanizmie cięcia i wklejania poprzez wykorzystanie pozostałości tyrozyny, co jest specyficzne dla danego miejsca.
Rysunek 01: Transpozy bakteryjne
Transpozazy serynowe obejmują produkt pośredni w postaci kolistego DNA i wykonują mechanizm cięcia i wklejania, tak jak powyższe rodziny. Transpozaza toczącego się koła angażuje się w mechanizm kopiowania, w którym pojedyncza nić jest bezpośrednio kopiowana do miejsca docelowego poprzez replikację DNA. Zapewnia to, że nić matrycowa i nić kopiowana mają nić, która jest nowo zsyntetyzowana. Transpozaza odwrotnych transkryptaz/endonukleaz ma różne mechanizmy transpozycji.
Czym są integrazy retrowirusowe?
W kontekście Integrazy Retrowirusowej, uważa się ją za enzym retrowirusowy, który pomaga w integracji materiału genetycznego retrowirusa, takiego jak HIV, z materiałem genetycznym (DNA) zakażonej komórki. Te retrowirusowe integrazy są najczęściej mylone z integrazami fagowymi. Przykładami integraz fagowych są integraza faga λ. Ale są to zupełnie inne enzymy i nie należy ich mylić. W odniesieniu do tworzenia retrowirusowego kompleksu preintegracyjnego główną rolę odgrywa integraza retrowirusowa. Białka retrowirusowej integrazy zazwyczaj składają się z trzech (03) domen kanonicznych. Te domeny są połączone elastycznymi linkerami.
Trzy domeny obejmują N-końcową domenę wiążącą cynk, w której trzy helikalne wiązki są połączone i ustabilizowane poprzez koordynację z udziałem kationu Zn2+, fałd RNazy H katalityczna domena rdzeniowa i C-końcowa domena wiążąca DNA, która jest fałdą SH3. Dzięki badaniom oraz dzięki informacjom biochemicznym i strukturalnym sugeruje, że integraza retrowirusowa ma zdolność działania jako dimer dimerów (tetramer). W kontekście multimeryzacji i wiązania wirusowego DNA, wszystkie trzy domeny białka retrowirusowej integrazy. Główną funkcją integrazy retrowirusowej jest wstawienie jej materiału genetycznego do DNA gospodarza. Ten krok jest najważniejszym krokiem w replikacji wirusa HIV. Po udanej integracji pozostanie w chromosomalnym DNA komórki przez resztę jej życia.
Rysunek 02: Integrazy retrowirusowe
Dlatego po zintegrowaniu nie ma zwrotu dla komórki. Te retrowirusowe integrazy biorą udział w katalizowaniu dwóch głównych reakcji, w tym przetwarzania końca 3' i ligacji kowalencyjnej. Podczas obróbki końca 3' usuwa się 2-3 nukleotydy z obu końców 3' wirusowego DNA z zamiarem ujawnienia dinukleotydów CA z końców 3' wirusowego DNA, a podczas ligacji kowalencyjnej przetworzone końce 3' wirusowe DNA są ligowane kowalencyjnie do chromosomalnego DNA gospodarza.
Jakie jest podobieństwo między transpozazami bakteryjnymi a integrazami retrowirusowymi?
Zarówno transpozazy bakteryjne, jak i integrazy retrowirusowe mają podobne sekwencje aminokwasowe
Jaka jest różnica między transpozazami bakteryjnymi a integrazami retrowirusowymi?
Transpozy bakteryjne a integrazy retrowirusowe |
|
| Transpozaza bakteryjna to enzym związany z końcem transpozonów, który ułatwia katalizę przemieszczania się transpozonu do innej części genomu za pomocą różnych mechanizmów. | Retrowirusowe integrazy są uważane za enzym retrowirusowy, który pomaga w integracji materiału genetycznego retrowirusa, takiego jak HIV, z materiałem genetycznym (DNA) zakażonej komórki. |
| Regiony wiążące | |
| Do transpoz bakteryjnych potrzebne są regiony o wysokiej swoistości wiążącej. | Mniej lub brak sekwencji nukleotydów potrzebnych do wiązania. |
Podsumowanie – Transpozy bakteryjne a integrazy retrowirusowe
Transpozazy bakteryjne są uważane za enzym retrowirusowy, który pomaga w integracji materiału genetycznego retrowirusa, takiego jak HIV, z materiałem genetycznym (DNA) zakażonej komórki. Dwie ważne strategie zostały wykorzystane przez transpozycyjne elementy genetyczne do przemieszczania się między genomami lub z jednego miejsca w drugie. Obecnie klasyfikowanych jest pięć rodzin transpozaz, ale liczba rodzin jeszcze nie wzrośnie z nowymi cechami transpozaz. Integraza retrowirusowa jest uważana za enzym retrowirusowy, który pomaga w integracji materiału genetycznego retrowirusa, takiego jak HIV, z materiałem genetycznym (DNA) zakażonej komórki. Białka retrowirusowej integrazy zazwyczaj składają się z trzech (03) domen kanonicznych. Główną funkcją integrazy retrowirusowej jest wstawienie jej materiału genetycznego do DNA gospodarza. Ten krok jest najważniejszym krokiem w replikacji wirusa HIV. Dlatego po zintegrowaniu nie ma powrotu do komórki. Taka jest różnica między transpozazami bakteryjnymi a integrazą retrowirusową.
Pobierz PDF z transpozazami bakteryjnymi a integrazami retrowirusowymi
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj: Różnica między transpozazami bakteryjnymi a integrazami retrowirusowymi
