01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах

Транспозоны — подвижные участки генома, способные менять свое положение (транспозицию). Для этого они кодируют комплекс белков, в первую очередь фермент транспозазу, которая узнает транспозон по особым концевым повторам и вырезает его.

Транспозоны, которые часто называют «прыгающими генами» или геномными паразитами, составляют 45% генома человека. У кукурузы Zea mais, у которой они впервые были открыты Барбарой Макклинток в 1948 году (за что в 1983 году ей была присуждена Нобелевская премия), транспозоны в геноме занимают не менее 85%.

Транспозоны делятся на две типа: ретротранспозоны и ДНК-транспозоны. Ретротранспозоны перемещаются не сами, а через свою РНК-копию, с которой затем синтезируется ДНК, которая вставляется в геном методом «копировать и вставить». ДНК-транспозонам, использующим метод «вырезать и вставить», не нужна промежуточная РНК-стадия, а нужен лишь комплекс транспозаз. Эти транспозазы могут быть закодированы в самом транспозоне либо в других дополнительных последовательностях.

Транспозоны — один из источников мутационной активности генома, так как из-за их встраивания последовательность гена может быть нарушена, поэтому до недавнего времени их считали исключительно вредными элементами. К 2012 году было доказано, что введение транспозонов может быть причиной как минимум 96 различных заболеваний. Однако живые организмы умеют инактивировать эти последовательности, и их работа находится под жестким контролем некодирующих РНК и метилирования ДНК.

Кроме того, подтверждаются все новые и новые примеры эволюционно полезных приобретений, основанных на механизмах или деятельности транспозонов. К ним относятся высокая изменчивость у растений, которую легко проследить в ходе селекции, возникновение системы приобретенного иммунитета, когда антитела учатся собирать новые и новые последовательности, подбирая те, которые могут распознать патоген.

Ученые используют транспозоны для идентификации организмов и выяснении степени их родства, поскольку они могут отличаться у разных видов. Кроме того, транспозоны могут служить инструментом для изучения функций генов, с их помощью можно вызывать целенаправленные мутации. Так, система транспозаз «Спящая красавица», полученная у рыб, помогла установить потенциальные онкогены при раке кишечника человека в экспериментах на мышах.

Фото: Damon Lisch/Wikimedia Commons

МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ
Обсуждаемое