ترنسپوزون ها ( Transposonable element )

کروموزوم هاي پروکاريوتي ، ويروس ها و يوکاريوتي حاوي قطعاتي از DND هستند که مي توانند حرکت کرده و به مکان هاي متفاوتي از Chr مهاجرت کنند که اين حرکت ترنسپوزيشن (Transposition) خوانده مي شود و نقش مهمي درتوليد ترکيبات جديد ژني بازي مي کند.

قطعات DNA که ژن هاي مورد نياز براي جابجايي را حمل مي کنند عناصر قابل انتقال يا ترانسپوزون هستند و برخي اوقات ژن هاي جهش دهنده ناميده مي شوند .

برخلاف ساير فرآيندها که موجب سازماندهي مجدد DNA مي شوند فرآيند جابه جايي به نواحي همولوگي گسترده بين ترنسپوزون و محل ورود آن نياز ندارد. در نتيجه نمي تواند شامل نوترکيبي هاي معمول که بعد از شکست هاي فيزيکي و تبادلات دوطرفه DNA است باشد و به نظر مي رسد که به محصول ژن RecA وابسته نمي باشد. بنابراين نوعي نوترکيبي است .

ترنسپوزيشن شامل اينسرشن قطعاتي از DNA با طول معين در داخل ژنوم است پس جاي تعجبي نيست که برخي اوقات منجر به غيرفعال شدن ژن ها شود.

اينسرشن نه تنها عملکرد ژن در منطقه اي که المنت قرار مي گيرد را از بين مي برد بلکه آن مي تواند عملکرد دوگانه داشته باشد يعني روي بيان ژن پايين دست اثر بگذارد. در حقيقت ترنسپوزون ها مانند موتاژن ها عمل مي کنند .

ترنسپوزون ها برخي اوقات از رپليکوني که در آن Insert شده اند خارج مي شوند اما فرکانس خروج کمتر از اينسرشن است . ترنسپوزون ها مي توانند حرکت کرده روي مکان ديگري از همان کروموزوم يا کروموزوم متفاوت بنشينند.

اينها همچنين مي توانند سازماندهي مجدد کروموزوم را وساطت کنند. آنها از لحاظ ژنتيکي از طريق ناهنجاري هايي که در فعاليت و ساختمان ژن هاي نزديک به سايتي که وارد آن مي شوند شناخته شده اند .

امروزه ترنسپوزون ها ابزارهاي ارزشمندي هم در پروکاريوت ها و هم در يوکاريوت ها براي کشيدن نقشه هاي ژنتيکي ، ايجاد موتاسيون و حتي توليد اورگانيسم هاي ترنس ژنتيک فراهم کرده اند .

عناصر متحرک DNA ضرورتاً انگل هاي مولکولي هستند که به ظاهر هيچ عملکردي در زيست اورگانيزم هاي ميزبان خود ندارند و تنها براي بقاي خود وجود دارند به همين دليل آنها را به عنوان DNA خودخواه نيز ياد مي کنند.

انباشت آهسته ي اين عناصر در ژنوم هاي يوکاريوتي طي زمان تکاملي از ترنسپوزيشن آنها ناشي مي شود .

همچنين اين عناصر با سرعت بسيار کند به وسيله حذف قطعات DNA حاوي آنها و يا جمع شدن جهش ها ناپديد مي شوند به همين دليل که عناصر متحرک بسيار آهسته از ژنوم يوکاريوتي حذف مي شوند و اکنون به جايگاهي رسيده اند که قسمت عمده و مهمي از ژنوم بسياري از يوکاريوت ها را تشکيل مي دهند .

پس يکي از مشخص ترين پيامدهاي ترنسپوزيشن زيان آور بودن آنهاست خصوصاً وقتي که اينسرشن در داخل ژن هاي ضروري اتفاق مي افتد . پس سوالي که اينجا ايجاد مي شود اين است که مدت نگهداري آنها در ژنوم باکتري ها در طي تکامل چيست ؟

اگر عوامل IS اغلب زيان آور بودند از ژنوم باکتري در طولاني مدت حذف مي شدند مگر اين که به وسيله ساير عوامل مثل ويروس ها يا پلاسميد ها به صورت مکرر با انتقال افقي در ژنوم افزايش پيدا کنند .

صحت يا دقت موتاسيون هاي مفيد وابسته به IS بسياري موتاسيون هاي مضر يا طبيعي را متعادل مي کند و يکي از دلايل نگهداري بلند مدت انها است . نگهداري طولاني مدت IS حالا مي تواند به عنوان يک مبادله بين موتاسيون هاي بسيار طبيعي يا مضرري که به آرامي ژنوم باکتري را فلج مي کنند و موتاسيون هاي مفيد نادر که به خاطر حضور IS ها به صورت مجاني سوار ژنوم مي شوند در نظر گرفت .

سازماندهي مجدد با واسطه IS نقش عمده اي در سازگاري باکتريايي دارند . فيکساسيون يک موتاسيون معين مفيد هم اندازه و هم سرعت موتاسيون را افزايش مي دهد .

انواع عناصر متحرک

آنها به دو گروه تقسيم مي شوند :

1.آنهايي که مستقيماً به صورت DNA جا به جا مي شوند

2.آنهايي که به واسطة ميانجي RNA توسط RNA پلي مراز از عنصر متحرک رونويسي شده و سپس توسط Reverse Transcriptase به DNA دو رشته اي تبديل مي گردد.

عناصر متحرکي که به واسطة ميانجي هاي DNA جا به جا مي شوند را عموماً ترنسپوزون مي گويند . عناصر متحرکي را که با واسطة ميانجي RNA به جايگاه هاي جديد در ژنوم وارد مي شوند را رتروترنسپوزون مي گويند زيرا حرکت آنها همسان فرآيند آلوده سازي توسط رتروويروس ها است .

علاوه بر آن ، رتروويروس ها را مي توان رتروترنسپوزونهايي تصور کرد که حاوي ژن هاي رمزکننده پوشش ويروسي هستند و بنابراين به آنها اجازه جابه جايي بين سلول ها را مي دهند .

عناصر قابل انتقال در ژنوم باکتري ها

عناصر قابل انتقال در باکتري ها عمدتاً به سه دسته تقسيم مي شوند :

1)توالي هاي افزوني يا Insertion Sequences (IS)

2)ترنسپوزون هاي مرکب

3)ترنسپوزون هاي غيرمرکب

1 – توالي هاي افزوني يا IS :

ساده ترين عناصر قابل انتقال هستند و يک عنصر IS توالي کوچکي از DNA است ، با طولي حدود 750 تا 1600 جفت باز که تنها ژن هاي مربوط به آنزيم هاي مورد نياز براي جا به جايي خود را دارند و در دو انتهاي خود داراي توالي هاي نوکلئوتيدي يکسان يا بسيار مشابه در جهت معکوس هستند که به تکرارهاي وارونه معروفند .

تکرارهاي وارونه معمولاً در حدود 15 تا 20 جفت باز دارند و در ميان عناصر IS متغيير هستند به اين معني که خصوصيات تکرارهاي وارونه براي هر نوع IS مختص به خود آن است .

بين تکرارهاي وارونه ژني است که آنزيمي به نام ترانسپوزاز را کد مي کند اين آنزيم ها براي جابه جايي و سازماندهي دقيق انتهاي IS مورد نياز است . هر نوع عنصر با دادن پيشوند IS و سپس آوردن يک عدد ، نامگذاري مي شود . به نظر مي رسد که عناصر IS انگل هاي مولکولي سلول هاي باکتريايي هستند .

ترنسپوزيشن عنصر IS رخدادي بسيار نادر است که در يک سلول از 107 – 105 سلول هر نسل ، با توجه به نوع IS به وقوع مي پيوندد . سرعت هاي بالاي ترنسپوزيشن احتمالاً منجر به سرعت جهش بسيار بالاي در سلول ميزبان مي شود .

در سرعت بسيار پايين ترنسپوزيشن ، بيشتر سلول هاي ميزبان زنده مي ماند و بنابراين عنصر IS انگلي را تکثير مي کند . با وجود اين که بسياري از ترنسپوزيشن ها ، ژن هاي ضروري را غيرفعال کرده و سلول ميزبان و عناصر IS آن را مي کشند ، اما سلول هاي ميزبان ديگر زنده مي مانند .

چون عناصر IS تقريباً به طور تصادفي وارد جايگاه هاي ژنوم مي شوند و برخي از آنها در نواحي غيرضروري ژنوم قرار مي گيرند و در نتيجه تعداد عناصر IS را در سلول افزايش مي دهند .

عناصر IS قابليت جايگيري در پلاسميدها و ويروس هاي لينروژني را دارند و مي توانند همراه آنها به سلول هاي ديگر بروند . هنگام چنين رويدادي ، عناصر IS مي توانند به کروموزوم هاي سلول هاي غيرآلوده کننده وارد شوند . ژن هاي آنها به طور مستقيم با تسريع و تنظيم ترنسپوزيشن آنها مرتبط است وقتي المنت هاي IS در وسط يک ژن ظاهر شوند سکانس کد کننده را مختل مي کنند و بيان ژن را غيرفعال مي کنند.

بسته به اندازه و در برخي موارد حضور سيگنال هاي رونويسي و ترجمه توالي هاي IS مي توانند بيان ژن هاي ديگر را در همان اپران مسدود کنند خصوصاً اگر آن ژن ها در پايين دست اپران قرار داشته باشند .

IS ها ابتدا در E coliدر اپران gal که يک مجموعة 3 تايي ژن هايي که در متابوليسم قند گالاکتوز شرکت دارند يافت شد.

- اثبات فيزيکي DNA در جي : فاژ λ در کنار اپران gal قرار مي گيرد و آن يک راه ساده براي به دست اوردن ذرات d phase λ است که منطقه gal را انتخاب کرده اند . وقتي موتاسيون هاي IS در gal در داخل d gal λ جاي مي گيرند و در ستون شيب چگالي سزيم کلرايد شناور مي شوند گراديان فاژ IS فاژهاي d gal λ نرمال مقايسه مي گردد .

اين مولکولي است که DNA موتاسيون IS حمل مي کند که بلندتر از DNA نوع وحشي است . آزمايش به طور واقع اثبات مي کند که موتاسيون ها به وسيله درج مقدار عمده اي DNA در داخل اپران gal ايجاد شده اند .

- مشاهده مستقيم DNA در جي : وقتي DNA ، dgal λ دناتوره شد که شامل موتاسيون در جي با DNA ، d gal λ وحشي دناتوره شده هيبريد مي شود .

مقدار اضافي DNA مي تواند در زير ميکروسکوپ الکتروني قرار داده شود . در چنين آزمايشاتي بعضي از مولکول هاي DNA که در مخلوط شکل مي گيرند دو رشته اي والدي نيستند بلکه هترودابلکس بين يک موتانت و و حشي هستند .

وقتي نقطه موتاسيون بررسي مي شود هترودابلکس ها از مولکول هاي DNA والدي قابل تشخيص نيستند . به هر حال در DNA هاي شامل موتاسيون هاي IS هر هترودابلکس يک قلاب تک رشته اي يا لوپ نشان مي دهد .

اين قلاب تک رشته اي حضور سکانس در جي در DNA جهش يافته اثبات مي کند که هيـچ سکـانس مکمـلي در DNA وحشي نـدارد . طول اين لوپ تک رشته اي مي تواند به وسيله يک DNA مارکر استاندارد آماده اندازه گيري شود .

- تشخيص IS هاي مجزا : آزمايشات هيبريداسيون نشان مي دهد که موتاسيون هاي در جي بسيار مختلفي به وسيله يک مجموعه کوچکي از سکانس هاي در جي ايجاد مي شوند .

در اين آزمايشات فاژهاي dgal λ که شامل ژن gal از IS باکتري هاي موتانت جدا شدند و DNA آنها براي توليد RNA راديواکتيو در آزمايشگاه استفاده شد . قطعات خاصي از اين RNA براي هيبريدشدن با DNA موتانت استفاده شدند (اما نه با DNA وحشي) و اين حقيقت را نشان داد که موتانت شامل قطعات اضافي DNA هستند .

اين قطعات مشخص RNA با ساير موتانت هاي IS هيبريد شدند و نشان دادند که مقدار مشخصي از DNA در قسمت هاي مختلف شامل موتانت هاي IS مختلف درج شده است .

براساس طرح هاي هيبريداسيون متقاطع ( Cross Hybridization ) موتانت هاي درجي در گروه هايي قرار داده شوند . اولين سکانس با bp800 در gal شناسايي شد و IS1 خوانده شد .

دومين سکانس IS2 ناميده شد و طول آن bp1350 است . ما مي دانيم که ژنوم استاندارد E coli غني از المنت هاي IS است که شامل 8 کپي از IS1 و کپي هاي ديگر از انواع IS که به خوبي مطالعه نشده اند . بايد تاکيد کرد که ظهور ناگهاني سکانس هاي درجي در هر لوکوس مشخص تحت مطالعه به اين معنا است که اين عناصر متحرک با قابليت ترنسپوزيشن در داخل ژنوم هستند .

آنها يک موتاسيون يا بعضي تغييرات قابل تشخيص را در عملکرد ژنوم ايجاد مي کنند تنها وقتي که انها در داخل يک موقعيت غيرطبيعي اتفاق مي افتند مثل يک ژن ساختاري ISها در فاکتور F هم ديده شده اند .

- جهت يابي (گرايش) IS المنت ها : به دليل سکانس بازي دو رشته +dgal λ ، DNA داراي چگالي شناوري مختلف هستند بعد از دناتوراسيون DNA مي توانند به صورت جداگانه در اولتراسانتريفيوژ بازيابي شوند ، در برخي موارد ، رشته هاي مشابه ( که رشته هاي پارالل هستند ) از دو موتانت IS1 مختلف با همديگر يک هيبريد ناخواسته را ايجاد مي کنند و در زير ميکروسکوپ الکتروني اين هيبريدها ظاهر مشخصي دارند .

هر کدام يک منطقه دو رشته اي با 4 دم تک رشته اي دارند . اين مشاهده به اين وسيله توضيح داده مي شود که IS1 در جهت هاي مختلفي در دو موتانت قرار مي گيرند .

IS المنت ها در بهم ريختگي نسبي نظم و يا آرايش وقايع مولکولي شرکت مي کنند که ژنومي را که در آن زندگي مي کنند تغيير مي دهند که مهمترين آنها شامل :

1- ترنسپوزيشن : حرکت IS و اينسرشن آن در مکان ديگر در همان DNA يا مولکول DNA ديگر در سلول.

2- غيرفعال سازي در جي : الحاق يک IS در داخل يک سکانس کدکننده پس از دست رفتن عملکرد آن ژن مي شود . ( Null Mutation )

3- نوترکيبي همولوگ : سبب حذف ، وارونگي يا ترکيب مولکول هاي DNA مي شود .

2 – ترنسپوزون هاي مرکب :

علاوه بر عناصر IS باکتري ها داراي عناصر ژنتيکي متحرک پيچيده تري هستند که از عناصر IS بزرگتر بوده و علاوه بر ژن هاي لازم براي ترنسپوزيشن حاوي يک يا چند ژن رمزکنندة Pr هستند .

اين عناصر که ترنسپوزونهاي باکتريايي نام دارند داراي ژن مقاومت نسبت به آنتي بيوتيک هستند که توسط دو عنصر IS همانند احاطه شده است . ورود ترنسپوزون به پلاسميد يا DNA باکتريايي به دليل ايجاد مقاومت نسبت به آنتي بيوتيک به راحتي قابل تشخيص است .

ترنسپوزون ها ، کارکردهاي گوناگوني در ژنوم باکتريايي دارند آنها مي توانند به سلول ها ، پلاسميد ها و ژنوم هاي ويروسي وارد شوند . در سلول ها قادرند به عنوان موتاژني که تنها يک ژن سلولي را متاثر مي سازد عمل کنند .

با وجود نادر بودن پديده ترنسپوزيشن به دليل اکتساب خاصيت مقاومت به آنتي بيوتيک ، سلول هاي جهش يافته به راحتي تشخيص داده مي شوند .

اعتقاد بر اين است که ترنسپوزون هاي مرکب زماني شکل مي گيرند که دو عنصر IS با يک قطعة مرکزي شامل يک يا چند ژن با هم همراه مي شوند . اگر يک عنصر IS همانندسازي کند و تنها اندازة يک يا دو ژن پايين دست محل قبلي روي کروموزوم منتقل شود اين همراهي مي تواند شکل گيرد .

نام ترنسپوزون هاي مرکب با پيشوند Tn آغاز مي شوند . ترنسپوزيشن هم ممکن در انتهاي داخلي و هم انتهاي خارجي رخ دهد . ترنسپوزيشن انتهاي خارجي از دو سکانس IR ( Inverted Repeat) که از هم دورند استفاده مي کند که در اين صورت DNA بين دو IS نيز جابه جا مي شود .

ترنسپوزيشن انتهاي داخلي از دو سکانس IS نزديک به هم اما المنت هاي IS متفاوت استفاده مي کند که مي تواند منجر به تشکيل يک ترنسپوزون مرکب جديد گردد .

- ساختمان فيزيکي ترنسپوزون ها : اگر DNA يک پلاسميد داراي مقاومت دارويي باشد ( مثلاً ژن ها براي مقاومت به کاناميسين را حمل کند ) دناتوره شود تا يک تک رشته اي شکل بگيرد و سپس اجازه دهند دناتوره شود . بعضي از رشته هاي يک شکل غيرمعمول در زير ميکروسکوپ الکتروني ايجاد مي کنند .

يک DNA حلقوي بزرگ به يک ساختمان آب نبات چوبي شکل چسبيده است . چوب آب نبات چوبي يک DNA دو رشته اي که از طريق قرار گرفتن دو سکانس IR در پلاسميد ايجاد شده است .

مطالعات نشان داده که سکانس هاي IR در اکثر موارد يک جفت هستند . ژن هاي مقاومت دارويي يا ساير توانايي هاي ژنتيکي که به وسيله پلاسميد حمل مي شوند اين سکانس هاي IR در سر آب نبات چوبي قرار دارند .

سکانس هاي IR با ژن هايي که همراهشان است مجموعاً يک ترنسپوزون ناميده مي شوند . ترنسپوزون هاي بلندتر از IS المنت ها هستند زيرا ژن هايي که کد کننده پروتئين هم هستند . باقيمانده پلاسميد ژن هاي انتقال دهنده مقاومت را حمل مي کند. ( Resistance Transfer Function ) که منطقه RTF ناميده مي شود.

- حرکت ترنسپوزون ها : يک ترنسپوزون مي تواند از يک پلاسميد به يک کروموزوم يا از يک پلاسميد به پلاسميد منتقل شود .

- نتايج جست و خيز سکانس هاي مرکب : فاکتورهاي R ( پلاسميدهاي شامل ژن هاي مقاومت بسيار ) توسط المنت هاي IS اسمبل شده اند . ترنسپوزيشن انتهاي داخلي ( Inside – end ) مي تواند منجر به حذف شدگي يا وارونه شدگي DNA بين جايگاه اوليه ترنسپوزون و جايگاه نهايي (مقصد) آن شود . بسته به اين که چه طور به DNA هدف مي چسبند حذف شدگي يا وارونه شدگي رخ مي دهد .

متقاطع شدن انتهاي داخلي منجر به وارونگي مي شود . اگر تقاطع ندهند حاصل آن حذف شدن است .

3 – ترنسپوزون هاي غيرمرکب :

IS المنت ها و ترنسپورهاي مرکب را ترکيب مي کنند همانند IS المنت ها داراي سکانس هاي IR در هر انتها هستند و مانند ترنسپوزون هاي مرکب آنها ژن هاي مارکر قابل تشخيص حمل مي کنند .

مکانيسم ترنسپوزيشن

چندين مکانيسم مختلف ترنسپوزيشن به وسيله عوامل يوکاريوتي قابل انتقال به کار مي رود . در E coli ما مي توانيم مدل هاي ترنسپوزيشن Replicative و حفاظت شده ( غيرهمانند ساز ) را تشخيص دهيم .

در مسير Replicative کپي چندين از عوامل قابل انتقال در جريان ترنسپوزيشن ايجاد مي شود . نتيجه ترنسپوزيشن ظاهر شدن يک کپي در مکان جديد و باقي ماندن يک کپي در مکان قديمي است . درمسير حفاظت شده هيچ همانند سازي رخ نمي دهد اما به جاي آن عنصر از کروموزوم يا پلاسميد خارج شده و وارد مکان جديدي مي شود .

Replicative Transposition

ترانسپوزازهاي کد شونده توسط ترنسپوزون شکست هايي را در انتهاي ترنسپوزون ايجاد مي کنند . شکست هاي دو رشته اي در DNA هدف ايجاد مي شوند . انتهاي /3 ترنسپوزون به انتهاي /5 ، DNA هدف بسته مي شود .

سپس ريليکيشن در هر دو جهت روي ترنسپوزون ها با استفاده از انتهاي DNA/3 هدف به عنوان پرايمر به پيش مي رود . بعد از همانند سازي ترنسپوزون انتهاي /3 جديد به وسيله بسته شدن به انتهاي /5 آزاد باقيمانده DNA دهنده به هم متصل مي شوند .

ترکيب دايره اي حاصل ترکيب دو المنت دايره اي که يک Cointegrate ناميده مي شود و نشان مي دهد که DNA دهنده و هدف به وسيله دو کپي از ترنسپوزون جدا شده اند .

Cointegrate به وسيله نوترکيبي بين Res sites روي دو کپي ترنسپوزون رفع مي شود . تجزيه به وسيله يک رفع کننده که به وسيله ترنسپوزون هاي کد مي شود کاتاليز مي گردد.

اين نـاحيـه تفـکيـک پـذيـري داخلي (IRS) Internal resolution site ناميده مي شود. يافتن يک ساختمان Cointegrate به عنوان يک واسطه در ترنسپوزيشن کمک مي کند تا يک حالت Replicative Transposition براي عوامل معيني بنا کند .

- آناليز ژنتيکي Tn3 به عنوان يک Replicative Transposon : براي جداسازي موتاسيون ها در Tn3 ، يک پلاسميد حاوي ترنسپوزون توسط DNA se آندونوکلئاز بريده شده و قطعات کوچک DNA به Cut site بسته شده تا يک موتاسيون رندم ايجاد کنند .

خروج ترنسپوزون بعد از ترنسپوزيشن داخل يک پلاسميد متحرک براي غربال کردن موتاسيون هايي که از ترنسپوزيشن ممانعت مي کنند استفاده شد .

چهار نوع موتاسيون يافت شد :

tnpA ترنسپوزار را کد مي کند و موتاسيون در tnpA مانع ترنسپوزيشن مي شود . جهش tnpA مي تواند با يک کپي WT ترنسپوزون در کروموزوم سلول مکمل باشد. موتانت هاي IR داراي موتاسيون روي تکرارهاي معکوس انتهاي ترنسپوزون هستند .

اين موتانت ها همچنين نمي توانند جابه جا شوند اما موتاسيون مکمل نيست .(کامل نيست). tnpR يک پروتئين با دو عملکرد را کد مي کند که يکي سرکوپگر ترنسپوزيشن و ديگري رفع کننده Cointegrate است .

در مـوتـان TnpR تـرنـسپـوزيشن اضافـي (مـفـرط) وجود دارد و تـجمـعـي از Cointegrate هم وجود دارد . موتانت هاي tnpR مي توانند مکمل شوند . سکـانـس هـاي تـفـکـيـک پذيـر (res) منـطقـه اي از تـرنسپـوزون که براي رفع Cointegrate به وسيله نوترکيبي با واسطه tnpR استفاده مي شوند . موتان هاي res ، Cointegrate را مانند موتان هاي tnpR انباشته مي کند اما سرعت ترنسپوزيشن تغيير نمي کند و موتاسيون نمي تواند مکمل باشد ( کامل شود ).

2 ) ترنسپوزيشن حفاظت شده يا برش و چسباندن (Cut and Past ) :

بسياري المنت هاي IS و ترنسپوزون هاي مرکب (Tn10 ، TN5 ) از مکانيسم برش و چسباندن ترنسپوزيشن استفاده مي کنند که شامل تشکيل Cointegrate نمي باشد.

ترنسپوز از شکست هاي دو رشته اي ايجاد مي کند تا ترنسپوزون ها را از DNA دهنده حذف کرده و آن به قسمت شکسته در DNA هدف منتقل کند. وقتي که شکاف ها تک رشته اي ايجاد شده به وسيله شکست هاي (متناوب) در DNA دهنده همانند سازي مي کنند ، برامدگي هم همانند سازي مي شود . شکست DS در DNA دهنده باقي مي ماند .

محققان فقدان همانند سازي به وسيله ساختن هترودابلکس Tn10λ شامل ناحيه lac ، E coli نشان دادند. محققان از DNA ، lacz+ Tn10 و lacz- Tn10 استفاده کردند . بنابراين هترودابلکس ها شامل يک رشته با ناحيه وحشي lac و دومين رشته با ناحيه جهش يافته lacz- .

هترودابلکس DNA براي آلوده ساختن سلول هايي که ژن هاي lac ندارند و استفاده شد و ترنسپوزيشن tetR Tn10 انتخاب شد .

انواع مختلفي از کلني ها از ترنسپوزيشن هترودابلکس Z-/Z+ حمل کننده ترنسپوزون ايجاد شد . اگر همانند سازي رخ دهد ( حالت رپليکيتو ترنسپوزيشن ) همه کلني ها يا کاملاً lac+ يا lac- زيرا همانند سازي هترودابلکس DNA را به دو مولکول هترودابلکس دختر تبديل مي کند . اگر ترنسپوزيشن حفاظت شده است و شامل همانند سازي نيست هر کلني حاصل يک هترودابلکس lacz+/lacz- است اين چنين کلني هايي به صورت قسمتي lac- و قسمتي lac+ هستند .

با استفاده از محيطي که رنگ lac+ و lac- متفاوت محققان توانستند بخش هاي lac+ و lac-در کلني ها مشاهده کنند .

بنابراين تعيين اين که Tn10 متحمل ترنسپوزيشن همانند ساز يا حفاظت شده مي گردد مي تواند به وسيله اين که آيا بخش هاي رنگي متفاوت در داخل يک کلني حاصل از ترنسپوزيشن مشاهده شده يا نه ، انجام شود .

کلني هاي قسمتي شده در اکثر موارد مشاهده شدند . بنابراين Tn10 به وسيله خروج خودشان از DNA دهنده و مستقيماً ورود به DNA گيرنده منتقل مي شوند .

- نتايج مولکولي ترنسپوزيشن : در ورود به يک سايت هدف جديد عوامل Transposanable يک سکانس تکراري از DNA هدف هم در ترنسپوزيشن رپليکيتيو و هم کانزرويتو ايجاد مي کنند . ورود IS به داخل يک ژن نتيجه تکرار يک سکانس هدف bP9 است .

آناليز رويدادهاي ورود بسيار نشان داد که سکانس تکراري نتيجه نوترکيبي دو جانبه site – Specific نيست . بلکه آن در طي خود فرآيند ورود ايجاد مي گردد . تعداد جفت بازها از مشخصات هر المنت است .

در بـاکتـري تکـرارهـاي bP9 و bP5 رايـج است . در بـرخي از مـدل ها ادعا شده که شکست هايي در سايت هدف و انتهاي عامل Transposonable ransposonable به وسيله آنزيم ترنسپوزاز که توسط عامل کد مي شود ، ايجاد مي گردد . يک انتها عامل t به وسيله يک رشته به هر انتها برآمده برش مي چسبد . مرحله بعدي بستگي به مدل ترنسپوزيشن دارد .

- باز آرايي با واسطه عوامل Transposonable : عوامل قابل انتقال وقايع حذفي زيادي را در همسايگي خودشان ايجاد مي کنند . اين حذف ها از يک انتهاي عامل به داخل DNA احاطه کننده سرچشمه مي گيرد .

چنين وقايعي علاوه بر وارونگي هاي تحريک شده توسط عوامل مي توانند به عنوان منحرف کننده وقايع ترنسپوزيشن هم ديده شود . ترنسپوزون ها همچنين حذف هاي قابل تشخيص در قسمتي از المنت که با طول هاي متفاوت DNA احاطه کننده با هم حدف شده اند ، افزايش مي دهند .

اين فرآيند غير دقيق خروج به عنوان حذف يا جابه جايي هاي ناشي از انتهاهاي داخلي قطعات IR ترنسپوزون ها است . در فرآيند خروج دقيق از دست دادن عامل قابل انتقال و ترميم ژني که به وسيله ورود مختل شده بود رخ مي دهد .

- نقش ترنسپوزون ها در تکامل پلاسميد : پلاسميدها مي توانند حاوي محل هاي هدف براي ترانسپوزون هاي متعدد و متفاوتي باشند . بنابراين ترانسپوزون ها غالباً بين پلاسميد ها حرکت مي کنند .

حقيقت نگران کننده اين است که بسياري از ترانسپوزون هاي داراي ژن هاي مقاومت آنتي بيوتيکي هستند . از اين رو همزمان با تغيير مکان آنها از يک پلاسميد به ديگري ، ژن هاي مقاومت نيز به پلاسميد هدف وارد مي شود و يک پلاسميد مقاومتي را به وجود مي آورند .

پلاسميدهاي مقاوم به چند دارو مي توانند از تجمع ترانسپوزون ها در يک پلاسميد به وجود آيند . بسياري از پلاسميدهاي R در طول هم يوغي قادر به انتقال از يک سلول به سلول هاي ديگر هستند که ژن هاي مقاومت را در ميان جمعيت منتشر مي کنند .

درنهايت ، از آنجا که ترانسپوزون ها نيز بين پلاسميدها و کروموزم ها جابه جا مي شوند ژن هاي مقاومت به دارو مي توانند بين اين دو مولکول مبادله شوند و سبب انتشار بيشتر مقاومت به آنتي بيوتيک گردند .

برخي از ترنسپوزون ها ژن هاي انتقال را حمل مي کنند و مي توانند از طريق فرآيند هم يوغي بين باکتري ها جابه جا شوند که ترنسپوزون هاي هم يوغي نام دارند مثل؛ Tn916 در آنتروکوکوس فکاليس است .

اگرچه Tn916 نمي تواند به طور مستقل همانند سازي کند ولي مي تواند خود را از آنتروکوکوس فکاليس به سلول هاي پذيرندة متعددي انتقال داده و به درون کروموزوم هاي آنها وارد شود . از آنجا که اين ترانسپوزون ژن مقاومت به تتراسايکلين را حمل مي کند اين ترانسپوزون هم يوغي مقاومت دارويي را نيز منتشر مي کند.

ترنسپوزون ها ( Transposonable element )

مطالب مشابه :

معرفی چند کتاب

ده كتاب تاثير گذار

درباره ی گروه های خونی

کودکان باید دین‌شان را انتخاب کنند

کتابهای معرفی شده توسط استاد ملکیان

اسطوره و منطق - بخش دوم

معرفی کتاب:سوسیوبیولوژی: تلفیق نوین

ترنسپوزون ها ( Transposonable element )

چرا باید پارادایم داشت؟