Transposones

Transposones
• Segmentos de DNA que pueden moverse de un sitio a otro del
genoma
– Transposones: movilización directa de segmentos de DNA.
Codifican para las proteínas necesarias para manipular el DNA y
propagarse en el genoma.
– Retrotransposones: movilización a través de molécula de RNA
La Movilidad depende de su capacidad de hacer copias de DNA a partir
de su RNA transcripto
1
Movilización en el genoma
2
Transposones: Causa importante de variación en genomas
•Mutagénesis por el evento de transposición mismo: inserción, deleción, o
movimiento de una secuencia del DNA genómico a otra localización
•Recombinación desigual entre elementos dispersos. Inserciones, deleciones,
inversiones o translocaciones de secuencias genómicas.
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Transposones bacterianos
4
5
Secuencias de Inserción (IS)
IR
Target
repeat
IR
(repet.inv)
Largo
IS1
9pb
23pb
768pb
IS2
5pb
41pb
1327pb
IS4
11-13pb
18pb
1428pb
IS5
4pb
16pb
1195pb
IS10R
9pb
22pb
1329pb
IS50R
9pb
9pb
1531pb
IS903
9pb
18pb
1057pb
IR
transposasa
Genoma de E.coli Æ varias copias (<10)
Frec Transposición 10-3 -10-4/elemento x genoma
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• Transposones compuestos
IS
IS
Tn9
IS1
CamR
módulos IS funcionales
Tn903
IS903
KanR
IS903
Tn10
IS10L(nf)
TetR
IS10R
Tn5
IS50L(nf)
KanR
IS50R
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Transposición no replicativa
8
Intermediario en la transposición
9
10
Transposición
replicativa
Tn 3 (familia TnA)
Requiere resolvasa
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Uso de Transposones en Técnicas de DNA recombinante
Inserción al azar de secuencias en el DNA
de plásmidos o genómico
Transposición “in vitro”
•Transposón Tn 5 artificial
•Transposasa específica
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Transposición “in vivo”
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Mutagénesis al azar Æ clonado y secuenciación de la región de DNA
genómico donde se insertó el transposón
•Electroporación del transposoma
•Activación intracelular por Mg2+
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Generación de mutantes por inserción
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Transposones eucariotas
• Maiz
– Elementos Ac y Ds (no autónomos)
•
•
•
•
•
Transposición no replicativa
Produce deleciones, inserciones y/o rupturas cromosómicas
Gen único con 5 exones que codifica para la transposasa
Terminaciones con repeticiones invertidas de 11pb
Transposición regulada (inhibida por metilación del DNA)
IR
IR
transposasa
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•Drosophila
–Elementos P (2907pb)
•Regulación de transposición tejido específica (proteína
represora de splicing en células somáticas)
•Represor de la transposasa (citotipo)
1
ORF 0
2
ORF 1
3
ORF 2
RNA
ORF 3
Represor (66kDa)
ORF 0
ORF 1
ORF 2
RNA
Transposasa (87 kDa)
ORF 0
ORF 1
ORF 2 ORF 3
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Ciclo de vida de un retrovirus
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22
23
Transposición de un retrotransposón o retrovirus
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Retrovirus y retrotransposones tipo LTR
• Genoma retrovirus
R U5
U3 R
gag
pol
env
• Retrotransposones
δ
TyA
TyB
δ
6,3 kb
Elemento Ty
(levadura)
Copia
(Drosophila)
LTR
LTR
5 kb
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Retrotransposones
•
LTR
–
–
–
–
–
Promotor en LTR
RNA poly A
RT citoplasmática a partir de PBS (en extremo 5´)
Transporte del DNAdc al Nu para integración
Reg codificantes con homología a RT, endonucleasa y gag virales
Elementos Ty y copia
•
No LTR
–
–
–
–
Promotor en la región codificante (extremo 5´)
RNA polyA
RT a partir de poly A (priming DNA genómico)
2 ORF : Prot de unión a RNA + Prot con dominio Endonucleasa y dominio RT
Lines
•Señales poly A débilesÆ Duplicación de genes
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Retrotransposones no LTR
• LINES (autónomos)
–
–
–
–
–
Promotor de RNA pol II
RNA transcripto polyA, bicistrónico
6-8 kb
L1 (genoma humano)
Señal de poly A débil
• SINES (no autónomos)
–
–
–
–
–
–
Promotor RNA pol III
RNA transcripto con corrida de U
PolyA codificado en DNA
90-300pb
Derivados de tRNA y 7SL RNA
No codificantes
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Recombinación sitio específica por
retrotransposones no retrovirales
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29
LTR
LTR
LTR
PBS
PolyA
AAAA
RNA
LINES
PolyA
AAAA
SINES
RNA
AAAA
AAAA
UUUU
RNA
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GENOMA HUMANO
% GENOMA
NºCOPIAS
L1 (LINE)
16,9
0,5 x 106
Alu (SINE)
10,6
1,1 x 106
L2 (LINE)
3,2
0,3 x 106
MIR (SINE)
2,5
0,46 x 106
LTR
8,3
0,3 x 106
TRANSP.DNA
2,8
0,3 x 106
Pseudog. Pro.
<1
1-2 x 104
TOTAL
45
3 x 106
31