กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้

องค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ ( MGEs ) บางครั้งเรียกว่า องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เห็นแก่ตัว [ 1 ] เป็น วัสดุทางพันธุกรรม ชนิดหนึ่งที่สามารถเคลื่อนที่ไปมาภายในจีโนม...

องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้

ดีเอ็นเอทรานสโพซอน, แอลทีอาร์รีโทรทรานสโพซอน, ไซน์ส (SINE) และไลน์ส (LINE) ประกอบกันเป็นส่วนใหญ่ของจีโนมมนุษย์

องค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ ( MGEs ) บางครั้งเรียกว่าองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เห็นแก่ตัว [ 1 ] เป็นวัสดุทางพันธุกรรมชนิดหนึ่งที่สามารถเคลื่อนที่ไปมาภายในจีโนม หรือสามารถถ่ายโอนจากสปีชีส์หรือรีพลิคอนหนึ่งไปยังอีกสปีชีส์หนึ่งได้ MGEs พบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในมนุษย์ ประมาณ 50% ของจีโนมเชื่อว่าเป็น MGEs [ 2 ] MGEs มีบทบาทที่แตกต่างกันในวิวัฒนาการ เหตุการณ์การจำลองยีนสามารถเกิดขึ้นได้ผ่านกลไกของ MGEs MGEs ยังสามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในบริเวณที่เข้ารหัสโปรตีน ซึ่งเปลี่ยนแปลงหน้าที่ของโปรตีน กลไกเหล่านี้ยังสามารถจัดเรียงยีนใหม่ในจีโนมของโฮสต์ ทำให้เกิดความแปรผัน กลไกเหล่านี้สามารถเพิ่มความเหมาะสมโดยการได้รับหน้าที่ใหม่หรือเพิ่มเติม ตัวอย่างของ MGEs ในบริบทวิวัฒนาการคือปัจจัยก่อโรคและ ยีน ต้านทานยาปฏิชีวนะของ MGEs สามารถถูกขนส่งเพื่อแบ่งปันรหัสพันธุกรรมกับแบคทีเรียข้างเคียง อย่างไรก็ตาม MGEs ยังสามารถลดความเหมาะสมลงได้โดยการนำอัลลีลที่ก่อให้เกิดโรคหรือการกลายพันธุ์เข้ามา[ 3 ]ชุดของ MGE ในสิ่งมีชีวิตเรียกว่าโมบิโลม ซึ่งประกอบด้วย พลาสมิดรานสโพซอนและไวรัสจำนวนมาก[ 4 ]

pBLU เป็นพลาสมิดเวกเตอร์ขนาด 5437 bp เวกเตอร์นี้ประกอบด้วยลำดับต้นกำเนิดการจำลองแบบ (origin of replication sequence), ตำแหน่งตัดของเอนไซม์จำกัด (restriction enzyme cut site), ยีน lacZ และยีนต้านทานยาแอมพิซิลลิน

ประเภท

  • พลาสมิด : โดยทั่วไปแล้วเป็นโมเลกุล DNAนอกโครโมโซมรูปวงกลมที่จำลองตัวเองและส่งต่อได้โดยอิสระจาก DNA ของโครโมโซม โมเลกุลเหล่านี้มีอยู่ในโปรคาริโอต (แบคทีเรียและอาร์เคีย ) และบางครั้งในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต เช่นยีสต์ความเหมาะสมของพลาสมิดถูกกำหนดโดยความสามารถในการเคลื่อนที่ ปัจจัยแรกของความเหมาะสมของพลาสมิดคือความสามารถในการจำลอง DNA ปัจจัยความเหมาะสมที่สองคือความสามารถของพลาสมิดในการถ่ายทอดในแนวนอน ในระหว่างวงจรชีวิตของพลาสมิดจะนำยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการถ่ายทอดยีน พลาสมิดมักจะมีชุดยีนเคลื่อนที่ที่จำเป็นสำหรับการถ่ายทอดยีน พลาสมิดบางชนิดใช้การสร้างคู่ผสมพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์ (MPF) พลาสมิดที่มียีน MPF ของตัวเองถือว่าสามารถถ่ายทอดได้เองหรือถ่ายทอดยีนได้ [ 5 ]พลาสมิดสามารถแบ่งออกเป็นคลาสที่เคลื่อนที่ได้และเคลื่อนที่ไม่ได้ พลาสมิดที่ใช้องค์ประกอบทางพันธุกรรมอื่น ๆ MFP ในเซลล์จะเคลื่อนที่ได้ พลาสมิดที่ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้แต่แพร่กระจายโดยการถ่ายทอดหรือการเปลี่ยนแปลงเรียกว่าพลาสมิดที่ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ [ 5 ]พลาสมิดมักจะสามารถฉีดยีนที่ทำให้แบคทีเรียต้านทานต่อยาปฏิชีวนะได้ [ 6 ] [ 5 ]
  • เวกเตอร์โคลนนิ่ง : เวกเตอร์เหล่านี้เป็นพลาสมิดไฮบริดชนิดหนึ่งที่มีแบคทีริโอเฟจใช้ในการถ่ายโอนและจำลองดีเอ็นเอ ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอสามารถแทรกเข้าไปได้โดยใช้ เทคนิค ดีเอ็นเอลูกผสมเวกเตอร์ที่ใช้งานได้ต้องสามารถจำลองตัวเองได้พร้อมกับชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่มันบรรทุก เวกเตอร์เหล่านี้สามารถบรรจุยีนที่ต้องการเพื่อแทรกเข้าไปในจีโนมของสิ่งมีชีวิตได้ ตัวอย่างเช่นคอสมิดและฟาเจมิด[ 7 ]
ตัวอย่างขององค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้ในเซลล์ (ซ้าย) และวิธีการที่เซลล์สามารถได้รับองค์ประกอบเหล่านั้น (ขวา)
การเคลื่อนย้ายลำดับเป้าหมายไปยังตำแหน่งการรวมตัวใหม่ในดีเอ็นเอโดยเอนไซม์ทรานสโพเซส การจำลองแบบของลำดับที่สามารถเคลื่อนย้ายได้จะเริ่มต้นขึ้นเมื่อทรานสโพเซสตัดสายเดี่ยวที่ด้านตรงข้ามของดีเอ็นเอสองสาย การจำลองแบบจะเสร็จสมบูรณ์ในคอมเพล็กซ์ทรานสโพซอนและถูกตัดออกเป็นลำดับเป้าหมายสำหรับการรวมตัวใหม่
  • ทรานสโพซอน DNA : ทรานสโพซอนเหล่านี้เคลื่อนที่โดยตรงจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งในจีโนมโดยใช้ทรานสโพเซสในการตัดและยึดติดที่โลคัสอื่น[ 9 ]องค์ประกอบทางพันธุกรรมเหล่านี้จะถูกตัดที่ตำแหน่งสายเดี่ยวสี่ตำแหน่งใน DNA โดยทรานสโพเซส เพื่อให้ได้ความเสถียรสูงสุดของทรานสโพซอนตัวกลาง จะมีการตัดสายเดี่ยวหนึ่งสายที่ DNA เป้าหมาย ในขณะเดียวกัน สายผู้ให้จะถูกเชื่อมเข้ากับสายเป้าหมายหลังจากการตัด ทำให้มีสายเดี่ยวส่วนเกินอยู่ที่ปลายทั้งสองข้างของลำดับเป้าหมาย ตำแหน่งเหล่านี้มักจะมีส่วนเกิน 5 ถึง 9 คู่เบสที่สามารถสร้างปลายที่ยึดเกาะได้[ 10 ]จากนั้นทรานสโพเซสจะยึดลำดับไว้ในรูปแบบไขว้และเชื่อมสายผู้ให้เข้ากับสายเป้าหมาย โครงสร้างที่เกิดจากคู่ของ DNA และทรานสโพเซสในทรานสโพซอนที่จำลองตัวเองเรียกว่า Shapiro Intermediate [ 11 ]ส่วนที่ยื่นออกมา 5 ถึง 9 คู่เบสจะเหลืออยู่ทั้งสองด้านของลำดับเป้าหมาย ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับลำดับเป้าหมายได้ในทุกทิศทาง ลำดับของส่วนที่ยื่นออกมาเหล่านี้สามารถกำหนดทิศทางการเชื่อมต่อได้[ 10 ]ก่อนที่การรวมตัวใหม่แบบเฉพาะไซต์จะเกิดขึ้นได้ ปลายของโอลิโกนิวคลีโอไทด์จะต้องถูกเติมเต็ม การเชื่อมต่อปลายเหล่านี้จะสร้างส้อมการจำลองแบบที่ปลายแต่ละด้านขององค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ การแทนที่สายเดี่ยวทำให้เกิดการสังเคราะห์จากกลุ่มไฮดรอกซิล 3' ที่ไม่ได้เชื่อมต่อเพื่อสร้างส่วนสายเดี่ยวที่ยาวติดกับปลาย 5' ดังนั้น สายตรงข้ามจึงมีลำดับที่ไม่ต่อเนื่องเมื่อส้อมการจำลองแบบทั้งสองเข้าใกล้ศูนย์กลางขององค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ ส่งผลให้เกิดคู่สายรีคอมบิแนนท์สองคู่ที่มีองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้กึ่งอนุรักษ์ซึ่งขนาบข้างด้วยส่วนที่ยื่นออกมา 5 ถึง 9 คู่เบสก่อนหน้านี้ การรวมตัวใหม่แบบผกผันเฉพาะไซต์เกิดขึ้นระหว่างองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้สองตัวโดยมีโปรตีนเป็นตัวช่วย การจำลองแบบผกผันนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันและเกิดขึ้นระหว่างส่วนที่ซ้ำกันขององค์ประกอบการจำลองก่อนที่การจำลองจะเสร็จสมบูรณ์[ 10 ]โมเลกุลเป้าหมายจึงมีองค์ประกอบที่แทรกเข้ามาโดยมีลำดับเบสคู่ 5 ถึง 9 คู่ขนาบข้าง การเคลื่อนย้ายขององค์ประกอบเหล่านี้จะจำลององค์ประกอบการเคลื่อนย้าย ทำให้องค์ประกอบการเคลื่อนย้ายอยู่ในตำแหน่งเดิมและมีทรานสโพซอนใหม่ที่ไซต์การจำลองแบบผกผัน ในการทำเช่นนั้น จำนวนเบสคู่ทั้งหมดในจีโนมของสิ่งมีชีวิตจะเพิ่มขึ้น การเกิดการเคลื่อนย้ายจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปและเมื่อสิ่งมีชีวิตมีอายุมากขึ้น
กลไกของเรโทรทรานสโพซอนที่ใช้รีเวิร์สทรานสคริปเทสในการเปลี่ยน mRNA ของทรานสโพซอนกลับไปเป็น DNA เพื่อการรวมเข้ากับจีโนม
  • เรโทรทรานสโพซอน : ทรานสโพซอนเหล่านี้เคลื่อนที่ในจีโนม โดยถูกถอดรหัสเป็นRNAและต่อมาเป็นDNAโดยรีเวิร์สทรานสค ริปเทส เรโทรทรานสโพซอนจำนวนมากยังแสดงการเคลื่อนย้ายแบบจำลอง ด้วย เรโทรทรานสโพ ซอนมีอยู่ในยูคาริโอตเท่านั้น[ 12 ]เรโทรทรานสโพซอนประกอบด้วยสองประเภทหลัก คือทรานสโพซอนแบบมีลำดับปลายยาว (LTR) และทรานสโพซอนแบบไม่มีลำดับปลายยาว (Non-LTR) ทรานสโพซอนแบบไม่มีลำดับปลายยาวสามารถจำแนกเพิ่มเติมได้เป็นองค์ประกอบนิวเคลียร์แทรกยาว (LINE) และองค์ประกอบนิวเคลียร์แทรกสั้น (SINE) [ 13 ]เรโทรทรานสโพซอนเหล่านี้ถูกควบคุมโดยตระกูลของ RNA ที่ไม่เข้ารหัสขนาดสั้นที่เรียกว่า PIWI [P-element induced wimpy testis]-interacting RNAs (piRNAs) [ 14 ] piRNA เป็น ncRNA คลาสที่เพิ่งค้นพบ ซึ่งมีความยาวอยู่ในช่วง ~24-32 นิวคลีโอไทด์ ในตอนแรก piRNA ถูกอธิบายว่าเป็น siRNA ที่เกี่ยวข้องกับการทำซ้ำ (rasiRNA) เนื่องจากมีต้นกำเนิดมาจากองค์ประกอบที่ซ้ำกัน เช่น ลำดับทรานสโพซอนของจีโนม อย่างไรก็ตาม ต่อมาได้มีการระบุว่าพวกมันทำงานผ่านโปรตีน PIWI นอกจากจะมีบทบาทในการยับยั้งทรานสโพซอนของจีโนมแล้ว บทบาทต่างๆ ของ piRNA ยังได้รับการรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ เช่น การควบคุม 3' UTR ของยีนที่เข้ารหัสโปรตีนผ่าน RNAi การถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบเอพิเจเนติกข้ามรุ่นเพื่อถ่ายทอดความทรงจำของกิจกรรมทรานสโพซอนในอดีต และการปิดกั้นทางเอพิเจเนติกที่เกิดจาก RNA [ 14 ]
  • อินทิกรอน : สิ่งเหล่านี้คือยีนแคสเซ็ตที่มักจะนำยีนต้านทานยาปฏิชีวนะไปยังพลาสมิดและทรานสโพซอนของแบคทีเรีย[ 15 ]
  • อินทรอน : อินทรอน กลุ่ม IและIIเป็น ลำดับ นิวคลีโอไทด์ที่มีกิจกรรมเร่งปฏิกิริยาซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทรานสคริปต์ของโฮสต์และทำหน้าที่เป็นไรโบไซม์ที่สามารถบุกรุกยีนที่เข้ารหัสtRNA , rRNAและโปรตีนได้ พวกมันมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและไวรัสทั้งหมด[ 16 ]
  • อินทรอนเนอร์: ลำดับที่คล้ายกับทรานสโพซอนที่สามารถกระโดดในจีโนมโดยทิ้งอินทรอนใหม่ไว้ในตำแหน่งเดิม ได้รับการชี้ให้เห็นว่าเป็นกลไกที่เป็นไปได้ของการเพิ่มอินทรอนในวิวัฒนาการของยูคาริโอต โดยพบในอย่างน้อย 5% ของทุกสายพันธุ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มสิ่งมีชีวิตในน้ำ ซึ่งอาจเกิดจากการถ่ายโอนยีนในแนวนอนที่เกิดขึ้นบ่อยกว่าในสัตว์เหล่านี้[ 17 ] [ 18 ]พวกมันได้รับการอธิบายครั้งแรกในปี 2009 ในสาหร่ายสีเขียวเซลล์เดียวไมโครโมนั[ 19 ]
  • ตัวแทนไวรัส : ส่วนใหญ่เป็น ตัวแทน ติดเชื้อ ที่ไม่มีเซลล์ ซึ่งจำลองตัวเองในโฮสต์ที่เป็นเซลล์ ในระหว่างวงจรการติดเชื้อ พวกมันสามารถนำยีนจากโฮสต์หนึ่งไปยังอีกโฮสต์หนึ่งได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งได้ในกรณีที่ตัวแทนไวรัสติดเชื้อมากกว่าสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน ตามธรรมเนียมแล้ว พวกมันถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน แต่ผู้วิจัยหลายคนที่ศึกษาลักษณะและวิวัฒนาการของพวกมันเรียกพวกมันว่าองค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ได้ โดยอิงจากข้อเท็จจริงที่ว่าตัวแทนไวรัสเป็นอนุภาคหรือโมเลกุลอย่างง่ายที่จำลองตัวเองและถ่ายโอนระหว่างโฮสต์ต่างๆ เช่นเดียวกับองค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ได้ที่ไม่ใช่ไวรัสอื่นๆ ตามมุมมองนี้ ไวรัสและตัวแทนไวรัสอื่นๆ ไม่ควรถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งมีชีวิตและควรถูกมองว่าเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ได้ ตัวแทนไวรัสมีความเชื่อมโยงทางวิวัฒนาการกับองค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ได้ต่างๆ[ 20 ]ตัวแทนไวรัสเหล่านี้เชื่อกันว่าเกิดขึ้นจากพลาสมิดที่ถูกหลั่งหรือขับออกมาของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทรานสโพซอนยังให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีที่องค์ประกอบเหล่านี้อาจเริ่มต้นขึ้นแต่เดิม ทฤษฎีนี้รู้จักกันในชื่อสมมติฐานการเร่ร่อนที่เสนอโดยBarbara McClintockในปี พ.ศ. 2493 [ 21 ] [ 1 ] [ 22 ] [ 4 ] [ 23 ]
    • ไวรัส : ไวรัสเหล่านี้คือตัวแทนไวรัสที่ประกอบด้วยโมเลกุลของสารพันธุกรรม (DNA หรือ RNA) และมีความสามารถในการสร้างอนุภาคที่ซับซ้อนที่เรียกว่าไวริออนเพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายระหว่างโฮสต์ได้อย่างง่ายดาย ไวรัสมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด อนุภาคไวรัสถูกสร้างขึ้นโดยกลไกการจำลองแบบของโฮสต์เพื่อการถ่ายโอนในแนวนอน[ 20 ] [ 21 ] [ 24 ]
    • กรดนิวคลีอิกดาวเทียม : โมเลกุล DNA หรือ RNA เหล่านี้ถูกห่อหุ้มไว้เป็นผู้โดยสารแฝงในไวริออนของไวรัสช่วยบางชนิด และต้องอาศัยไวริออนเหล่านี้ในการจำลองตัวเอง แม้ว่าบางครั้งจะถือว่าเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมของไวรัสช่วย แต่ก็ไม่ได้พบในไวรัสช่วยเสมอไป[ 20 ] [ 21 ] [ 25 ]
    • ไวรอยด์ : ไวรอยด์เป็นสารก่อไวรัสที่ประกอบด้วยโมเลกุล RNA วงกลมขนาดเล็กที่ติดเชื้อและจำลองตัวเองในพืชองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้เหล่านี้ไม่มีโปรตีนหุ้มป้องกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้เหล่านี้พบในพืชดอก[ 20 ] [ 21 ] [ 26 ]
    • องค์ประกอบไวรัสภายในเซลล์ : สิ่งเหล่านี้คือกรดนิวคลีอิกของไวรัสที่ฝังตัวอยู่ในจีโนมของเซลล์ พวกมันสามารถเคลื่อนที่และจำลองตัวเองได้หลายครั้งในเซลล์เจ้าบ้านโดยไม่ก่อให้เกิดโรคหรือการกลายพันธุ์ พวกมันถือเป็นรูปแบบอิสระของทรานสโพซอน ตัวอย่างเช่นโปรไวรัสและ เร โทรไวรัสภายในเซลล์[ 27 ]

ตัวอย่างงานวิจัย

ระบบ CRISPR-Casในแบคทีเรียและอาร์เคียเป็นระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเพื่อป้องกันผลร้ายแรงจาก MGEs นักวิจัยพบว่าตัวแปร CRISPR-Cas เกี่ยวข้องกับ MGEs ประเภทต่างๆ เช่น องค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ โดยใช้การวิเคราะห์จีโนมและไฟโลเจเนติกส์เชิงเปรียบเทียบ ในทรานสโพซอนที่เกี่ยวข้องกับ CRISPRนั้น CRISPR-Cas ควบคุมองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้เพื่อการแพร่กระจาย[ 28 ]

MGE เช่นพลาสมิดที่ถ่ายทอดในแนวนอนโดยทั่วไปจะเป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิต ความสามารถในการถ่ายโอนพลาสมิด (การแบ่งปัน) มีความสำคัญในมุมมองเชิงวิวัฒนาการ Tazzyman และ Bonhoeffer พบว่าการคงอยู่ (การรับ) ของพลาสมิดที่ถ่ายโอนในสิ่งมีชีวิตใหม่มีความสำคัญพอๆ กับความสามารถในการถ่ายโอน[ 29 ]พลาสมิดที่หายากและถ่ายโอนได้ซึ่งเป็นประโยชน์จะมีโอกาสคงอยู่ที่สูงกว่า ในขณะที่องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่ถ่ายโอนได้ซึ่งเป็นอันตรายจะมีโอกาสคงอยู่ที่ต่ำกว่า เนื่องจากเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์

MGE ประเภทหนึ่ง ซึ่งก็คือ Integrative Conjugative Elements (ICEs) มีบทบาทสำคัญในการถ่ายโอนยีนในแนวนอน ซึ่งช่วยสร้างจีโนมของโปรคาริโอต ทำให้สามารถได้รับลักษณะการปรับตัวใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็ว[ 30 ] [ 31 ]

ตัวอย่างตัวแทนของ ICEs คือ ICE Bs1มีลักษณะเฉพาะที่ดีในบทบาทของการตอบสนอง SOS ต่อความเสียหายของ DNA ทั่วโลกของBacillus subtilis [ 32 ]และยังมีความเชื่อมโยงที่อาจเกิดขึ้นกับความต้านทานต่อรังสีและการขาดน้ำของ สปอร์ Bacillus pumilus SAFR-032 [ 33 ]ที่แยกได้จากสิ่งอำนวยความสะดวกห้องคลีนรูมของยานอวกาศ[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]

การเคลื่อนย้ายโดยองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้นั้นก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงวิวัฒนาการเพื่อยับยั้งเหตุการณ์การเคลื่อนย้าย และความล้มเหลวในการยับยั้งเหตุการณ์ดังกล่าวทำให้เกิดมะเร็งในเซลล์ร่างกาย Cecco และคณะพบว่าในช่วงวัยเด็ก การถอดรหัสขององค์ประกอบเรโทรทรานสโพสมีน้อยมากในหนู แต่เมื่ออายุมากขึ้น ระดับการถอดรหัสจะเพิ่มขึ้น[ 37 ]ระดับการแสดงออกขององค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ซึ่งขึ้นอยู่กับอายุนี้จะลดลงเมื่อจำกัดแคลอรี่ในอาหาร การจำลองแบบขององค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้มักส่งผลให้มีการเพิ่มลำดับซ้ำเข้าไปในจีโนม ลำดับเหล่านี้มักจะไม่ใช่รหัส แต่สามารถรบกวนลำดับรหัสของ DNA ได้ แม้ว่าจะก่อให้เกิดการกลายพันธุ์โดยธรรมชาติ แต่ทรานสโพซอนจะเพิ่มจีโนมของสิ่งมีชีวิตที่มันเคลื่อนย้ายเข้าไป ควรมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่องค์ประกอบเหล่านี้อาจทำหน้าที่เป็นเครื่องมือปรับตัวอย่างรวดเร็วที่สิ่งมีชีวิตใช้เพื่อสร้างความแปรปรวน องค์ประกอบการเคลื่อนย้ายจำนวนมากอยู่ในสภาวะสงบหรือต้องการการกระตุ้น ควรสังเกตด้วยว่า ค่าปัจจุบันสำหรับลำดับรหัสของดีเอ็นเอจะมีค่าสูงกว่านี้ หากพิจารณาองค์ประกอบการเคลื่อนย้ายที่เข้ารหัสกลไกการเคลื่อนย้ายของตนเองเป็นลำดับรหัสด้วย

ตัวอย่างการวิจัยอื่นๆ ได้แก่Mavericks [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] Starships [ 41 ] [ 40 ] และ Space invaders (หรือ SPINs) [ 42 ] [ 43 ]

โรคต่างๆ

ผลที่ตามมาขององค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปแบบการถอดรหัส ซึ่งมักนำไปสู่ความผิดปกติทางพันธุกรรม เช่น ความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกัน มะเร็งเต้านม โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง ในมนุษย์ ความเครียดสามารถนำไปสู่การกระตุ้นการทำงานของ MGE เช่นไวรัสเรโทรเอนโดจีนัสและการกระตุ้นนี้เชื่อมโยงกับ การเสื่อม ของระบบประสาท[ 44 ]

หมายเหตุอื่นๆ

จำนวนรวมขององค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้ในจีโนม อาจเรียกว่าโมบิโลม

Barbara McClintockได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี 1983 "จากการค้นพบองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้" ( องค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ ) [ 45 ]

องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้มีบทบาทสำคัญในการแพร่กระจายปัจจัยก่อโรค เช่นเอ็กโซท็อกซินและเอ็กโซเอนไซม์ในหมู่แบคทีเรีย มีการเสนอแนวทางในการต่อสู้กับการติดเชื้อแบคทีเรียบางชนิดโดยการกำหนดเป้าหมายปัจจัยก่อโรคและองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้เหล่านี้[ 46 ]

ดูเพิ่มเติม

บรรณานุกรม

  • Miller WJ, Capy P, บรรณาธิการ (2004). องค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่: โปรโตคอลและการประยุกต์ใช้ทางจีโนมิกส์ . สำนักพิมพ์ Humana. ISBN 978-1-58829-007-6.
  • Shapiro JA , บรรณาธิการ (1983). องค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ . สำนักพิมพ์ Academic Press. ISBN 978-0-12-638680-6.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mobile_genetic_elements&oldid=1360698992 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เคลื่อนที่ได้

องค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่ ( MGEs ) บางครั้งเรียกว่า องค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เห็นแก่ตัว [ 1 ] เป็น วัสดุทางพันธุกรรม ชนิดหนึ่งที่สามารถเคลื่อนที่ไปมาภายในจีโนม...

ประเภท

พลาสมิด : โดยทั่วไปแล้วเป็นโมเลกุล DNA นอกโครโมโซมรูปวงกลมที่จำลองตัวเองและส่งต่อได้โดยอิสระจาก DNA ของโครโมโซม โมเลกุลเหล่านี้มีอยู่ใน โปรคาริโอต ( แบคทีเรีย และ อาร์เคีย ) และบางครั้งในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต เช่น ยีสต์...

ตัวอย่างงานวิจัย

ระบบ CRISPR-Cas ในแบคทีเรียและ อาร์เคีย เป็นระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเพื่อป้องกันผลร้ายแรงจาก MGEs นักวิจัยพบว่าตัวแปร CRISPR-Cas เกี่ยวข้องกับ MGEs ประเภทต่างๆ เช่น องค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ โดยใช้การวิเคราะห์จีโนมและไฟโลเจเนติกส์เชิงเปรียบเทียบ ใน...

โรคต่างๆ

ผลที่ตามมาขององค์ประกอบทางพันธุกรรมเคลื่อนที่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปแบบการถอดรหัส ซึ่งมักนำไปสู่ความผิดปกติทางพันธุกรรม เช่น ความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกัน มะเร็งเต้านม โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง ในมนุษย์...