Các yếu tố di truyền vận động ở prokaryote

Các yếu tố di truyền vận động (Transposable genetic elements) ở prokaryoteTrình tự xen đoạn là một đoạn DNA của vi khuẩn di chuyển từ một vị trí trên nhiễm sắc thể đến vị trí mới trên cùng nhiễm sắc thể hoặc trên nhiễm sắc thể khác. Khi xen vào giữa gene, yếu tố IS làm gián đoạn trình tự mã hóa và làm bất hoạt sự biểu hiện của gene.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các yếu tố di truyền vận động ở prokaryote Các yếu tố di truyền vận động (Transposable genetic elements) ở prokaryoteTrình tự xen đoạn là một đoạn DNA củavi khuẩn di chuyển từ một vị trí trênnhiễm sắc thể đến vị trí mới trên cùngnhiễm sắc thể hoặc trên nhiễm sắc thểkhác. Khi xen vào giữa gene, yếu tố ISlàm gián đoạn trình tự mã hóa và làm bấthoạt sự biểu hiện của gene. Một sốtrường hợp, có tín hiệu kết thúc phiênmã và dịch mã, yếu tố IS làm cảntrở sự biểu hiện ở sau promotor trongcùng operon..Yếu tố IS được tìm thấy đầu tiên ởoperon galcủa E. coli, chia làm bốnnhóm: IS1, IS2, IS3 và IS4. Chúng có thểphân bố rãi rác trên nhiễm sắc thể chínhcủa vi khuẩn và trên các plasmid. Ví dụyếu tố IS1 có khoảng 5-8 bản sao trênnhiễm sắc thể với chiều dài 768 bp.Tất cả các yếu tố IS đều chứa đoạn DNAmã hóa cho protein, được gọi làtransposase, là enzyme cần thiết cho sựdi chuyển của yếu tố IS từ một vị trí trênnhiễm sắc thể đến vị trí khác. Đoạn genenày nằm giữa 2 đoạn lặp lại đảo ngược(inverted repeat - IR) ngắn. Ví dụ yếu tốIS1 có khoảng 5-8 bản sao trên nhiễmsắc thể với chiều dài 768 bp, đoạn lặp lạiđảo ngược có kích thước 18-23 bp, yếutố IS2 có 5 bản sao và các yếu tố IS khác.Yếu tố IS là những vùng của các trình tựxác định, chúng là những vị trí xảy ratrao đổi chéo. Ví dụ: Sự tái tổ hợp củaplasmid và nhiễm sắc thể của E. colitạora những chủng Hfr xảy ra qua trao đổichéo đơn giữa yếu tố IS trên plasmid vàyếu tố IS trên nhiễm sắc thể.Một vài trình tự xen vào và kích thướccủa chúngTrìnhtự xen Số bản sao trong Chiều Đoạn lặpvào E. coli dài (bp) lại đảo ngược (bp) 5-8 bản sao trênIS1 nhiễm sắc thể 768 18-23IS2 5 bản sao trên 1327 32-41 nhiễm sắc thể, 1 bản sao trên plasmidIS3 5 bản sao trên 1400 32-38 nhiễm sắc thể, 2 bản sao trên plasmidIS4 1-2 bản sao trên 1400 16-18 nhiễm sắc thể,IS5 Chưa biết 1250 Ngắn1.1. Gene nhảy của prokaryoteCác yếu tố IS riêng lẻ không chỉ có khảnăng tự di chuyển mà khi hai yếu tố nàynằm đủ gần nhau thì chúng có thể vậnđộng như một đơn vị hoàn chỉnh vàmang theo các gene nằm giữa chúng. Cấutrúc phức tạp này được gọi là transposon.Có hai kiểu transposon ở vi khuẩn:Đặc trưng về cấu trúc của transposonhỗn hợp (composite transposon) vàtranssposon đơn giản (simple transposon)Transposon hỗn hợp (compositetransposon) chứa nhiều gene nằm giữa 2trình tự IS gần nhau, có hướng ngượcnhau tạo ra tình tự lặp lại đảo ngược(inverted repeat - IR). Một trong 2 yếu tốIS mã hóa cho transposase xúc tác cho sựchuyển vị của cả transposon. Chẳng hạnTn10 là transposon hỗn hợp mang genemã hóa cho tính kháng kháng sinhtetracyline. Gene này nằm giữa hai yếutố IS10 có hướng ngược nhau.Transposon đơn giản (simple transposon)ở giữa các trình tự IR, nhưng nhữngtrình tự này ngắn (chứa các gene mã hóa cho protein thêmvào.1.2. Cơ chế của sự chuyển vịĐầu tiên, transposase cắt vết hình chữ chiqua 5 cặp base (khác với sự cắt củaenzyme restriction endonuclease) ở vi tríDNA mục tiêu (target site DNA) . Tiếptheo là sự hội nhập của transposon quatrung gian của transposase, transposonxen vào giữa các đầu mút của chữ chi.Đầu lồi ra của sợi đơn được sử dụng nhưlà khuôn để tổng hợp sợi bổ sung thứ hai.Sự gắn vào tạo sự sao chép 5 cặp base,được gọi là sự sao chép điểm mục tiêu(target site duplication).Hầu hết các yếu tố di động củaprokaryote đều sử dụng một trong 2 cơchế chuyển vị: là sao chép (replicative)và bảo thủ (conservative) hay không saochép. Trong con đường sao chép (như ởTn3), một bản sao mới của yếu tố diđộng tạo ra khi chuyển vị, kết quả là mộtbản sao ở vị trí mới và bản sao còn lại ởvị trí cũ. Trong con đường bảo thủ (như ởtrường hợp Tn10) không có sự saochép. Thay vào đó, yếu tố được cắtra từ nhiễm sắc thể hoặc plasmid vàđược gắn vào vị trí mới. Con đường nàycòn được gọi là con đường cắt và dán(cut and paste)Sự nhân đôi đoạn trình tự DNAngắn ở điếm xen vào (insertion site) ...