Temel Genetik analiz kurs Sunum :Yer değiştirebilen elementleri

1. TRANSPOZON ELEMANLAR
Solomon Amakelew
PhD Student in Animal Genetics

2. içerik
 Giriş
 Yer Değiştirebilen Genetic Elemanlar Keşfi
 Adlar dizini
TE'nin genel özellikleri
Yer değiştirebilen eleman türleri
Transpozisyon mekanizması
Bakterilerde yer değiştirebilen elementleri
Ökaryotlarda yer değiştirebilen elementleri
Mısır'daki transpozonlar
Mayadaki yer değiştirebilen elementleri
Drosophila'da Transpozonlar
Transpozisyonun mutajenik etkileri
Transpozonların kullanımı
Sonuç

3. Giriş
♣Yer değiştirebilen elemanlar, tüm organizmaların
genomlarında bulunan mobil DNA dizileridir.
♣ Bu genetik elementlere çeşitli renkli isimler
uygulanmıştır:
♣Kontrol elemanları,
♣Atlama genleri,
♣Hareketli genler,
♣Hareketli genetik elemanlar ve
♣Transpozonlar (Tn).
♣E. coli, mısır, maya ve Drosophila gibi model
organizmalarda, içine yerleştirildikleri genleri etkisiz hale
getirdiklerinde ürettikleri mutasyonlar yoluyla genetik
olarak tespit edilmiştir.

4. Yer değiştirebilen elemanın keşfi
♣1940'larda McClintock Barbara tarafından mısırda
bulunan genetik elementler düzenli olarak yeni
yerlere atladılar, mısır çekirdeklerindeki gen
ekspresyonunu etkiledi, renkte farklılıklar gösterdi.
♣Daha sonra 1960'larda bakteri ve bakteriyofajların
TE'ye sahip olduğu gösterilmiştir.
♣Rekombinant teknolojinin geliştirilmesi TE'nin
tüm organizmalarda var olduğunu gösterdi.

5. Adlar dizini
♣1977'de Campbell ve ark., Prokaryotlardaki isimlendirmeyi
tanımladılar.
♣Başlangıçta ekleme dizileri olarak adlandırılır - IS IS1, IS2, IS3etc.,
♣Bakterilerde antibiyotik direnci için genler içeren transpozonlar, Tn1,
Tn2 vb. gibi Tn olarak adlandırılır.
♣Sayı farklı transpozonları ayırt eder, bunlar Tn1 [ampr] gibi standart
genotipik atama ile temsil edilir, burada ampr, transpozonların genetik
lokusu veya Ampicilin direncini taşıdığını belirtir.
♣Adlandırılmış ökaryotlarda standart olmayan bir yöntemdir:
♣ör .: Drosophila-copia, 497, p elemanları
♣ maya- Ty,
♣Mısır- Ds & Ac,
♣İnsan Alu

6. TE'nin genel özellikleri
♣Kendilerinin özdeş bir kopyasının yeni bir DNA bölgesine
sokulmasını sağlayan enzimleri kodlayan DNA dizileri
oldukları bulundu.
♣Transpozisyon olayları, orijinal transpoze edilebilir
elemanların sıklıkla iki ek kopyasını üreten
rekombinasyon ve replikasyon işlemlerini içerir.
♣Bir kopya üst sitede kalır ve diğeri hedef sitede görünür.
♣Transpozisyon eleman bir replikon değildir. Böylece,
konak kromozom dışında çoğalamaz.

7. Yer değiştirebilen eleman
türleri
♣Hem prokaryotlarda hem de
ökaryotlarda farklı tipte
transpozisyon elemanları
bulunur.
♣Prokaryotlarda 3 tip vardır:
1. Ekleme dizileri
2. Transpozonlar
3. Bakteriyofaj μ

8. 1. Ekleme dizileri:
IS, bazı bakteriyel operonlarda
tanımlanan ilk transpoze edilebilir
elementlerdi.
IS daha kısadır (800 ila 1500 baz çifti) ve
proteinleri kodlamaz.
Aslında, IS transpozisyonları için gerekli
genetik bilgiyi (enzim transpozaz geni)
taşır.
E.coli'de IS1, IS2, IS3 ve IS4 gibi farklı
IS'ler vardır.

9. 2.Transpozonlar:
♣Transpozonlar IS elemanlarına benzer, ancak
ek genler taşırlar.
♣Tn binlerce baz çifti uzunluğundadır ve bir
veya daha fazla proteini kodlayan genlere
sahiptir.
♣Bir transpozonun her iki tarafında kısa bir
doğrudan tekrar vardır..
♣İçine yerleştirilebilir elemanın
yerleştirilmesine hedef sekans denir.

10. İki tip transpozon
a) Kompozit transpozon
b) Kompozit Olmayan Transpozon
Kompozit transpozon:
Bir IS'nin ve merkezi kodlama
bölgesinin iki kopyasıyla çevrelenen
ve antibiyotik dirençli geni olan ve
marker geni olmayan herhangi bir
DNA segmenoti.
Tn tarafından belirlenmiştir.

11. Kompozit Olmayan
Transpozon :
IS elemanlarıyla sonlandırmayın,
ancak terminal ters çevrilmiş tekrarlar
içerir.
Merkezi bölgede üç geni vardır:
1. bla-beta-laktamaz-ampisilini
bozar.
2. tnpA-Transposase-for insertion
3. tnpR-resolvase-rekombinasyonel
olaylar.

12. 3.Bakteriyofaj Mu
♣En uzun transpozon şimdiye kadar biliyor.
♣Viral kafa ve kuyruk oluşumu için çok
sayıda gen çürüğü.
♣Mu'nin vejetatif replikasyonu, bir hücrede
yaklaşık 100 viral kromozom üretir, Mu'nin
yaklaşık 100 farklı hedef bölgeye
transpozisyonundan ortaya çıkar.
♣Bu nedenle dev mutasyon transpozonu
olarak kabul edilir.

13. Transpozisyon mekanizması
♣Transpozisyon, yer değiştirebilir bir elemanın
bir konumdan diğerine hareketidir.
♣Hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerde
transpozisyon için birkaç farklı mekanizma
vardır.
♣Bununla birlikte, tüm transpozisyon türlerinin
ortak özellikleri vardır:
♣Hedef DNA'da kademeli aralar yapılır.
♣yer değiştirebilir eleman, hedef DNA'nın tek
sarmallı uçlarına birleştirilir.
♣DNA tek iplikli boşluklarda çoğaltılır.

14. Transpozisyon mekanizmaları
♣Her bir transpoze edilebilir elemanın kendi
özel özellikleri olmasına rağmen, çoğu nasıl
transpozisyona bağlı olarak üç kategoriden
birine sınıflandırılabilir.
♣Replikatif Transpozisyon
♣Muhafazakar (Nonreplikatif (Direkt)
Transpozisyon)
♣Retro-transpozisyon
♣Replikatif Transpozisyon
♣ yeni kopyası yeni bir sitede tanıtılırken eski kopya
orijinal yerinde kalır.
♣Transpozisyon elemanın kopya sayısı artar.

15. Nonreplikatif (Direkt)
Transpozisyon)
♣Transpozisyon eleman eski alandan
çıkarılır ve kes ve yapıştır
transpozisyonu olarak da
adlandırılan yeni bir bölgeye eklenir.
♣Transpozisyon elemanın kopya
sayısı aynı kalır.

16. 3.Retro-transpozisyon
♣Üçüncü kategoride, transpozisyon,
elementin RNA'sından sentezlenen bir
elementin kopyalarının eklenmesini
içeren bir işlemle gerçekleştirilir.
♣ Ters transkriptaz adı verilen bir enzim,
daha sonra yeni kromozomal bölgelere
sokulan DNA moleküllerini sentezlemek
için elementin RNA'sını bir şablon olarak
kullanır.

17. Bakterilerde yer değiştirebilen elementleri
♣Üç ana tip vardır:
♣İnsersiyon Sekansları (İS-Elementleri).
♣Kompozit transpozonlar
♣Tn3 elemanları.
♣İnsersiyon Sekansları (İS-Elementleri)
♣IS elemanları kompakt bir şekilde düzenlenmiştir.
♣Tipik olarak, 2500'den az nükleotit çiftinden
oluşurlar ve sadece ürünü transpozisyonu
teşvik etmek veya düzenlemek için dahil olan
genleri içerirler.

18. İnsersiyon Sekansları (İS-Elementleri)
♣ En azından bazı IS elemanları, transpozisyon için
gerekli olan bir proteini kodlar.
♣ Transpozaz adı verilen bu proteinin, DNA'nın her iki
telini kestiği elemanın uçlarına veya yakınındaki
bağlandığı görülmektedir.
♣ DNA'nın bu bölgelerdeki bölünmesi, elemanı
kromozom veya plazmidden keser, böylece aynı veya
farklı bir DNA molekülünde yeni bir pozisyona
sokulabilir.
♣ IS elemanları bu nedenle kes ve yapıştır
mekanizmasıdır.

19. Kompozit Transpozonlar
♣Tn sembolü ile gösterilen bakteriyel kes ve
yapıştır transpozonları olan kompozit
transpozonlar, iki IS elemanı birbirine
yaklaştığında oluşturulur.
♣Tn9'da, kuşatma IS elemanları birbirine
göre aynı doğrultudadır, oysa Tn5 ve
Tn10'da yön değiştirme tersine çevrilir.
♣Bu transpozonların her bir durumunda IS
elemanları arasındaki bölge,
transpozisyonla ilgisi olmayan gen içerir.

20. Tn3 Elemanları
♣Bu transpozon grubundaki elementler IS
elementlerinden daha büyüktür ve genellikle
transpozisyon için gerekli olmayan genleri
içerir.
♣Tn3 transpozonu, prokaryotlarda bulunan 4957
baz çiftli bir mobil genetik elementtir.
♣Üç proteini kodlar:
♣lac-laktamaz,
♣Tn3 transpozaz (tnpA geni tarafından
kodlanır)
♣Tn3 resolvaz (gen tnpR tarafından kodlanır).

21. Ökaryotlarda yer değiştirebilen
elemanlar.
♣Ökaryotlarda TE 2 gruba ayrılabilir.
♣Bir grup yapısal olarak bakterilerde
bulunan TE'ye benzer.
♣Diğeri retrotranspozon, RNA ara
maddeleri kullanıyorlar.
♣Bunlar mayadaki Ty elementlerini,
Drosophila'daki copia elementlerini,
insanlarda Alu dizilerini içerir.

22. Mısır'daki transpozonlar
♣Mısır transpozonlar 1940'larda mısırla
çalışan Barbara McClintock tarafından
keşfedildi.
♣Barbara McClintock, 1983 Nobel Fizyoloji
veya Tıp Ödülü'nü alan Amerikalı bir bilim
adamı ve sitogenetikçiydi.
♣Genellikle yerleştirme, silme,
translokasyon gibi çeşitli gen
mutasyonlarından sorumlu olduklarını buldu.

23. Mayadaki ty elementleri
♣Ty elemanları mayada bulunan bir
retrotranspozondur.
♣Ty elemanların 30'dan fazla kopyası
mevcuttur.Sonunda, 334-bp uzunluğunda
delta dizileri adı verilen doğrudan tekrarlar.
♣Bunlar retrovirüslerde bulunan uzun
terminal tekrarlarına benzer.

24. Drosophila'da Transpozonlar
♣P elemanları, bulunan II. Sınıf
transpozonlardır ve transpozaz genlerinin
ekspresyonu genellikle bastırıldığı için çok
az zarar verirler.
♣Bununla birlikte, erkek p elemanları ile
uçar, kadın dişi onlardan yoksun uçar,
transpozaz germ hattında aktif hale gelir,
böylece yavruları steril olur.
♣P elementleri ilk olarak yaklaşık 50 yıl
önce drosophila melanogaster'de ortaya
çıkmış gibi görünüyor.

25. İnsanlarda transpozon elementleri
♣İnsan genomunun yaklaşık% 45'i TE'den
türetilen diziden oluşur.
♣İnsan genomundaki ortak TE, bir RNA ara
maddesi yoluyla transpozisyonlu Alu'dur.
♣Alu tekrarlayan dizilere aittir, toplu olarak
SINE’ın insan genomunun% 11'ini oluşturduğu
söylenir.
♣Ayrıca LINE’ın insan genomunun% 21'ini
oluşturduğu 6000 bp civarındadır.
♣Bu ikisi 20 genetik hastalık vakasında mutasyon
nedeni olarak tanımlanmaktadır.

26. Transpozonların neden olduğu etkiler
I. Transpozonlar mutajenlerdir. Mutasyonlara çeşitli
şekillerde neden olabilirler.
II. Bir transpozon kendisini fonksiyonel bir gene
sokar, muhtemelen ona zarar verir. Eksonlara,
intronlara ve hatta genleri kuşatan DNA'ya
sokulması, genlerin aktivitesini yok edebilir veya
değiştirebilir.
III. Hemofili A, hemofili B, x'e bağlı ciddi kombine
bağışıklık yetmezliği, porfiri, kanser, vb. Dahil
olmak üzere bazı insan genetik hastalıklarından
sorumlu mutasyonlar.

27. Transpozonların kullanımı
Klonlama aracı olarak
Organizmalar arasında gen transferi için
transformasyon vektörleri.
Ayrıca, birçok transpozon tarafından
kodlanan ilaç direnci genleri, klonlama
araçları olarak plazmidlerin geliştirilmesinde
yararlıdır.
İnsersiyonel inaktivasyon nedeniyle
mutasyon oranını arttırmak için
transpozonların kullanılması.

28. Sonuç:
Transpozonlar, tüm organizmaların genomlarında bulunurlar,
burada toplam DNA sekansının büyük bir kısmını oluşturabilirler.
Mutasyonların ve genomun yeniden düzenlenmesinin önemli bir
nedenidir.
Yer değiştirebilen elemanların silme ve ters çevirme ekleme ve
üretme yeteneği, makromoleküler yeniden düzenlemenin çoğunu
açıklar.
Üzüm, mısır ve diğer meyvelerin farklı renklerinin üretiminde
kullanılan mutasyona neden olurlar.
Sonuç olarak genetik çalışmalarda kullanılırlar.

29. Dinlediğiniz için teşekkür
Ederim