Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
(A) Мобильные элементы окружены перевернутыми тандемными повторами (TIR). (B) Транспозазы расщепляют переносной элемент в МДП. Свободный мобильный элемент вставляется в другую часть генома .

Mobilome является всем набором мобильных генетических элементов в геноме . Mobilomes встречаются в эукариот , [1] прокариоты , [2] и вирусы . [3] Состав мобиломов различается в зависимости от жизненного пути, при этом мобильные элементы являются основными мобильными элементами у эукариот, а плазмиды и профаги являются основными типами у прокариот. [4] Вирофаги вносят свой вклад в вирусную мобилому. [5]

Мобилома у эукариот [ править ]

Мобильные элементы - это элементы, которые могут перемещаться или размножаться в геноме, и являются основными составляющими мобилома эукариот . [4] Мобильные элементы можно рассматривать как генетических паразитов, потому что они используют механизмы транскрипции и трансляции клетки- хозяина для извлечения и вставки себя в различные части генома, независимо от фенотипического воздействия на хозяина. [6]

Эукариотические мобильные элементы были впервые обнаружены у кукурузы ( Zea mays ), ядра которой имели точечный цветовой узор. [7] Барбара МакКлинток описала систему Ac / Ds кукурузы, в которой локус Ac способствует удалению локуса Ds из генома, а вырезанные элементы Ds могут мутировать гены, ответственные за выработку пигмента , вставляя их в свои кодирующие области . [8]

Другие примеры мобильных элементов включают: элементы Ty дрожжей ( Saccharomyces cerevisiae ) , ретротранспозон, который кодирует обратную транскриптазу для преобразования ее транскрипта мРНК в ДНК, которая затем может вставляться в другие части генома; [9] [10] и Р-элементы плодовой мушки ( Drosophila melanogaster ) , которые случайным образом вставляются в геном, вызывая мутации в клетках зародышевой линии , но не в соматических клетках . [11]

Мобилома у прокариот [ править ]

Бактериальная конъюгация . (1) Производство пилюса . (2) Пилус соединяет две бактерии . (3) Одна цепь плазмидной ДНК перемещается к реципиенту. (4) Обе бактерии содержат идентичные плазмиды.

Плазмиды были открыты в 1940-х годах как генетический материал вне бактериальных хромосом . [12] Профаги - это геномы бактериофагов (типа вируса), которые встроены в бактериальные хромосомы; профаги затем могут распространиться на другие бактерии через литический цикл и лизогенный цикл от вирусной репликации . [13]

В то время как мобильные элементы также обнаруживаются в геномах прокариот [14], наиболее распространенными мобильными генетическими элементами в геноме прокариот являются плазмиды и профаги . [4]

Плазмиды и профаги могут перемещаться между геномами посредством бактериальной конъюгации , обеспечивая горизонтальный перенос генов . [15] Плазмиды часто несут гены, отвечающие за устойчивость бактерий к антибиотикам ; поскольку эти плазмиды реплицируются и переходят от одного генома к другому, вся бактериальная популяция может быстро адаптироваться к антибиотику . [16] [17] Профаги могут образовывать петли из бактериальных хромосом, чтобы производить бактериофаги, которые продолжают инфицировать профагами другие бактерии; это позволяет профагам быстро размножаться среди бактериальной популяции, нанося вред бактериальному хозяину. [13]

Mobilome в вирусах [ править ]

Обнаруженный в 2008 году штамма Acanthamoeba castellanii мимивирус , [18] virophages являются элементом вируса mobilome. [5] Вирофаги - это вирусы, которые размножаются только тогда, когда клетки-хозяева заражены вместе с вирусами-помощниками . [19] После коинфекции вирусы-помощники используют аппарат транскрипции / трансляции клетки-хозяина для создания своего собственного аппарата; вирофаги реплицируются через механизмы клетки-хозяина или вирусов. [19] Репликация вирофагов может негативно повлиять на репликацию вирусов-помощников. [18] [20]

Спутник [18] [21] и мавирус [22] являются примерами вирофагов.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Hurst GD, Werren JH (август 2001). «Роль эгоистичных генетических элементов в эволюции эукариот». Обзоры природы. Генетика . 2 (8): 597–606. DOI : 10.1038 / 35084545 . PMID  11483984 .
  2. Перейти ↑ Toussaint A, Merlin C (январь 2002 г.). «Мобильные элементы как совокупность функциональных модулей». Плазмида . 47 (1): 26–35. DOI : 10,1006 / plas.2001.1552 . PMID 11798283 . 
  3. ↑ Miller DW, Miller LK (октябрь 1982 г.). «Мутант вируса со вставкой переносимого элемента, похожего на копию». Природа . 299 (5883): 562–4. Bibcode : 1982Natur.299..562M . DOI : 10.1038 / 299562a0 . PMID 6289125 . 
  4. ^ а б в Зиферт JL (2009). «Определение мобиломе». В Gogarten MB, Gogarten JP, Olendzenski LC (ред.). Горизонтальный перенос генов: геномы в движении . Методы молекулярной биологии. 532 . Humana Press. С. 13–27. DOI : 10.1007 / 978-1-60327-853-9_2 . ISBN 9781603278539. PMID  19271177 .
  5. ^ а б Беклиз М., Колсон П., Ла Скола Б. (ноябрь 2016 г.). «Расширяющееся семейство вирофагов» . Вирусы . 8 (11): 317. DOI : 10,3390 / v8110317 . PMC 5127031 . PMID 27886075 .  
  6. ^ Валляу GL, Ortiz MF, Лорето EL (2012). «Горизонтальный перенос транспозона в эукарии: обнаружение, предвзятость и перспективы» . Геномная биология и эволюция . 4 (8): 689–99. DOI : 10.1093 / GbE / evs055 . PMC 3516303 . PMID 22798449 .  
  7. ↑ Coe EH (ноябрь 2001 г.). «Истоки генетики кукурузы». Обзоры природы. Генетика . 2 (11): 898–905. DOI : 10.1038 / 35098524 . PMID 11715045 . 
  8. ↑ McClintock B (июнь 1950 г.). «Происхождение и поведение изменчивых локусов кукурузы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 36 (6): 344–55. Bibcode : 1950PNAS ... 36..344M . DOI : 10.1073 / pnas.36.6.344 . PMC 1063197 . PMID 15430309 .  
  9. ^ Mellor J, Malim MH, Gull K, Tuite MF, McCready S, Dibbayawan T и др. (Декабрь 1985 г.). «Активность обратной транскриптазы и РНК Ty связаны с вирусоподобными частицами в дрожжах». Природа . 318 (6046): 583–6. Bibcode : 1985Natur.318..583M . DOI : 10.1038 / 318583a0 . PMID 2415827 . 
  10. ↑ Garfinkel DJ, Boeke JD, Fink GR (сентябрь 1985 г.). «Транспозиция элемента Ty: обратная транскриптаза и вирусоподобные частицы». Cell . 42 (2): 507–17. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (85) 90108-4 . PMID 2411424 . 
  11. Перейти ↑ Laski FA, Rio DC, Rubin GM (январь 1986). «Тканевая специфичность транспозиции Р-элемента дрозофилы регулируется на уровне сплайсинга мРНК». Cell . 44 (1): 7–19. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (86) 90480-0 . PMID 3000622 . 
  12. ^ Соннеборн TM (апрель 1950). «Цитоплазма в наследственности» . Наследственность . 4 (1): 11–36. DOI : 10.1038 / hdy.1950.2 . PMID 15415003 . 
  13. ^ а б Бертани G (1953-01-01). «Лизогенный против литического цикла размножения фагов». Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии . 18 : 65–70. DOI : 10.1101 / SQB.1953.018.01.014 . PMID 13168970 . 
  14. ↑ Campbell A, Berg DE, Botstein D, Lederberg EM, Novick RP, Starlinger P, Szybalski W (март 1979). «Номенклатура мобильных элементов у прокариот». Джин . 5 (3): 197–206. DOI : 10.1016 / 0378-1119 (79) 90078-7 . PMID 467979 . 
  15. ^ Югас M (февраль 2015). «Горизонтальный перенос генов в патогенах человека» . Критические обзоры в микробиологии . 41 (1): 101–8. DOI : 10.3109 / 1040841X.2013.804031 . PMID 23862575 . 
  16. ^ Harrison E, Брокхерст MA (июнь 2012). «Опосредованный плазмидами горизонтальный перенос генов - это коэволюционный процесс» (PDF) . Тенденции в микробиологии . 20 (6): 262–7. DOI : 10.1016 / j.tim.2012.04.003 . PMID 22564249 .  
  17. ^ Гиллингс MR (2013). «Эволюционные последствия использования антибиотиков для резистома, мобилома и микробного пангенома» . Границы микробиологии . 4 : 4. DOI : 10,3389 / fmicb.2013.00004 . PMC 3560386 . PMID 23386843 .  
  18. ^ a b c La Scola B, Desnues C, Pagnier I, Robert C, Barrassi L, Fournous G и др. (Сентябрь 2008 г.). «Вирофаг как уникальный паразит гигантского мимивируса». Природа . 455 (7209): 100–4. Bibcode : 2008Natur.455..100L . DOI : 10,1038 / природа07218 . PMID 18690211 . 
  19. ^ а б Клавери JM, Абергель C (2009). «Мимивирус и его вирофаг». Ежегодный обзор генетики . 43 (1): 49–66. DOI : 10.1146 / annurev-genet-102108-134255 . PMID 19653859 . 
  20. ^ Duponchel S, Фишер М. (март 2019). «Да здравствуют лавидавирусы! Пять особенностей вирофагов, паразитирующих на гигантских ДНК-вирусах» . PLOS Патогены . 15 (3): e1007592. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1007592 . PMC 6428243 . PMID 30897185 .  
  21. ↑ Sun S, La Scola B, Bowman VD, Ryan CM, Whitelegge JP, Raoult D, Rossmann MG (январь 2010). «Структурные исследования вирофага Спутника» . Журнал вирусологии . 84 (2): 894–7. DOI : 10,1128 / JVI.01957-09 . PMC 2798384 . PMID 19889775 .  
  22. Перейти ↑ Fischer MG, Hackl T (декабрь 2016 г.). «Интеграция генома хозяина и гигантская вирус-индуцированная реактивация мавируса вирофага». Природа . 540 (7632): 288–291. Bibcode : 2016Natur.540..288F . DOI : 10,1038 / природа20593 . PMID 27929021 .