secuencia de ADN que pode moverse dentro do xenoma dunha célula From Wikipedia, the free encyclopedia
Os transposóns ou elementos transpoñibles son secuencias de ADN que poden moverse dentro do xenoma dunha célula, no proceso chamado transposición. No proceso poden producirse mutacións e cambiar a cantidade de ADN no xenoma. Os transposóns tamén se chaman "xenes saltaricos" (jumping genes) e son formas de elementos móbiles. Descubertos por Barbara McClintock nos inicios da súa carreira, fixéronlle gañar o premio Nobel en 1983.
Hai unha ampla variedade de elementos móbiles, e poden agruparse segundo o mecanismo de transposición. Os elementos móbiles de clase I, ou retrotransposóns, móvense no xenoma sendo primeiro transcritos a ARN, e despois de novo a ADN pola retrotranscriptase, mentres que os elementos móbiles de clase II móvense directamente dunha posición a outra do xenoma utilizando unha transposase no proceso de "corta e pega".
Os transposóns son de moita utilidade nalgunhas investigacións xa que alteran o DNA interno dos organismos vivos. Conforman unha gran parte do tamaño xenómico, evidente polo C-valor das especies eucariotas. Por exemplo, na especie humana, o 48 % do xenoma está composto por transposóns ou restos antigos deles.
Os transposóns clasifícanse en dúas clases baseándose no seu mecanismo de transposición.
Os retrotransposóns funcionan copiándose a si mesmos e inserindo as copias de novo no xenoma en múltiples lugares. En principio os retrotransposóns cópianse a si mesmos a ARN por transcrición, pero ademais de ser transcritos, o ARN cópiase en ADN pola retrotranscriptase, a miúdo codificada polo propio transposón, e insírese de novo no xenoma.
Os retrotransposóns teñen un comportamento moi similar ó dos retrovirus, coma o VIH, subministrando certa luz nas orixes evolutivas destes virus.
Hai tres clases principais de retrotransposóns:
A maior diferenza entre os transposóns de Clase II e os retrotransposóns é que nestes o mecanismo de transposición non implica un intermediario de ARN. Os transposóns de ADN móvense normalmente por un mecanismo de "corte e pega" no canto do de "copia e pega", utilizando o encima transposase. Hai varios tipos de transposase que funcionan de xeito diferente. Algúns únense a calquera lugar do DNA, facendo que a diana poida estar en calquera lugar, mentres que outros únense a secuencias específicas. A transposase fai un corte asimétrico, xerando extremos pegañentos, corta o transposón e pégao no sitio diana. Unha polimerase amaña os saltos resultantes dos extremos pegañentos, e unha ligase pecha a cadea de glicofosfato do DNA. Así xéranse uns lugares de duplicación e inserción de transposóns de ADN que poden identificarse polas curtas repeticións (o corte asimétrico pechado pola polimerase), seguidos das repeticións invertidas (importantes no mecanismo de excisión pola transposase).
Non tódolos transposóns de ADN se traspoñen mediante un mecanismo de corta e pega. Nalgúns casos aparece transposición replicativa, na que os transposóns se autorreplican nun lugar diana.
Ámbalas dúas clases de transposóns poden perder a capacidade de sintetizar a retrotranscriptase por mutacións, pero continuar os seus saltos polo xenoma, xa que aínda quedan outros transposóns que si que poden producir os encimas necesarios.
Os transposóns son mutaxénicos. Poden danar o xenoma da célula hospedeira de varias formas:
Algunhas enfermidades que poden ser causadas por transposóns son as hemofilias A e B, inmunodeficiencia combinada severa, porfiria, predisposicións ó cancro, e distrofia muscular de Duchenne. Ademais, algúns transposón conteñen promotores que inducen a transcrición da súa propia transposase. Estes promotores poden causar expresións aberrantes de xenes ligados, causando enfermidades ou fenotipos mutantes.
A evolución dos transposóns e os seus efectos na evolución dos xenomas estase a estudar intensamente hoxe en día.
Os transposóns aparecen na maioría das formas de vida. Poden terse orixinado ou non no antecesor común, ou ter aparecido independentemente moitas veces, o quizais apareceron unha vez e foron esparexéndose polos demais reinos pola vía da transposición horizontal. Mentres que os transposóns poden aportarlle certos beneficios ós seus hospedeiros, normalmente son considerados parasitos de ADN egoísta, que viven no xenoma das células, de forma similar ós virus. Os virus e os transposóns comparten características nas súas estruturas xenómicas e capacidades bioquímicas, facendo posible a especulación sobre un antecesor común.
Xa que a transposición excesiva pode levar á destrución do xenoma, parece que moitos organismos desenvolveron mecanismos de redución da transposición á un nivel aceptable. As bacterias poden incrementar a súa taxa de deleción de xenes como parte do mecanismo de eliminación de transposóns e virus do seu xenoma, mentres que os organismos eucariotas poden desenvolver mecanismos de ARN interferente (ARNi) para reducir a actividade dos transposóns. No nematodo Caenorhabditis elegans, algúns xenes dos mecanismo ARNi tamén reducen a actividade dos transposóns.
Os transposóns poden ser recrutados polo sistema inmune coa fin de producir diversidade de anticorpos. O sistema de recombinación V(D)J opera cun mecanismo similar ó dos transposóns.
Hai evidencias de que os elementos transpoñibles poden actuar como axentes mutáxenos en bacterias.
Xa que os transposóns se descubriron en plantas, dende cedo foron unha ferramenta útil na bioloxía molecular de plantas. Algúns investigadores utilizan os transposóns como medio mutaxénico (ver mutaxénee de transposón), facendo que un transposón se insire nun xene e produza unha mutación. A presenza do transposón indica o punto onde se produciu o xene mutante, ó contrario dos métodos químicos de mutaxénese.
Ás veces a inserción dun transposón nun xene pode estragar a función dese xene de forma reversible; unha excisión mediada por unha transposase do transposón inserido fai que o xene recupere a función. Así poden producirse plantas nas que células veciñas teñan distintos xenotipos, e permitíndolle ós investigadores diferenciar entre xenes que deben estar presentes dentro da célula para funcionar (autónomos) e xenes que producen efectos observables noutras células distintas das que expresan o xene.
Os transposóns son tamén unha ferramenta de mutaxénese en estudos con Drosophila melanogaster, e nunha ampla variedade de bacterias para estudar a función de xenes.