Các yếu tố di truyền vận động (Transposable genetic elements) ở prokaryote

Tham khảo bài viết các yếu tố di truyền vận động (transposable genetic elements) ở prokaryote, tài liệu phổ thông, sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các yếu tố di truyền vận động (Transposable genetic elements) ở prokaryoteCác yếu tố di truyền vận động (Transposable genetic elements) ởprokaryoteTrình tự xen đoạn là một đoạn DNA của vi khuẩn di chuyển từ một vị trí trênnhiễm sắc thể đến vị trí mới trên cùng nhiễm sắc thể hoặc trên nhiễm sắc thểkhác. Khi xen vào giữa gene, yếu tố IS làm gián đoạn trình tự mã hóa và làmbất hoạt sự biểu hiện của gene. Một số trường hợp, có tín hiệu kết thúcphiên mã và dịch mã, yếu tố IS làm cản trở sự biểu hiện ở saupromotor trong cùng operon..Yếu tố IS được tìm thấy đầu tiên ở operon galcủa E. coli, chia làm bốn nhóm:IS1, IS2, IS3 và IS4. Chúng có thể phân bố rãi rác trên nhiễm sắc thể chínhcủa vi khuẩn và trên các plasmid. Ví dụ yếu tố IS1 có khoảng 5-8 bản saotrên nhiễm sắc thể với chiều dài 768 bp.Tất cả các yếu tố IS đều chứa đoạn DNA mã hóa cho protein, được gọi làtransposase, là enzyme cần thiết cho sự di chuyển của yếu tố IS từ một vị trítrên nhiễm sắc thể đến vị trí khác. Đoạn gene này nằm giữa 2 đoạn lặp lại đảongược (inverted repeat - IR) ngắn. Ví dụ yếu tố IS1 có khoảng 5-8 bản saotrên nhiễm sắc thể với chiều dài 768 bp, đoạn lặp lại đảo ngược có kích thước18-23 bp, yếu tố IS2 có 5 bản sao và các yếu tố IS khác. Yếu tố IS là nhữngvùng của các trình tự xác định, chúng là những vị trí xảy ra trao đổi chéo. Vídụ: Sự tái tổ hợp của plasmid và nhiễm sắc thể của E. colitạo ra những chủngHfr xảy ra qua trao đổi chéo đơn giữa yếu tố IS trên plasmid và yếu tố IS trênnhiễm sắc thể.Một vài trình tự xen vào và kích thước của chúngTrình tự xen vào Số bản sao trong E. coliIS1 5-8 bản sao trên nhiễm sắc thểIS2 5 bản sao trên nhiễm sắc thể, 1 bản sao trên plasmidIS3 5 bản sao trên nhiễm sắc thể, 2 bản sao trên plasmidIS4 1-2 bản sao trên nhiễm sắc thể,IS5 Chưa biết1.1. Gene nhảy của prokaryoteCác yếu tố IS riêng lẻ không chỉ có khả năng tự di chuyển mà khi hai yếu tốnày nằm đủ gần nhau thì chúng có thể vận động như một đơn vị hoàn chỉnhvà mang theo các gene nằm giữa chúng. Cấu trúc phức tạp này được gọi làtransposon. Có hai kiểu transposon ở vi khuẩn:Đặc trưng về cấu trúc của transposon hỗn hợp (composite transposon)và transsposon đơn giản (simple transposon)Transposon hỗn hợp (composite transposon) chứa nhiều gene nằm giữa 2trình tự IS gần nhau, có hướng ngược nhau tạo ra tình tự lặp lại đảo ngược(inverted repeat - IR). Một trong 2 yếu tố IS mã hóa cho transposase xúc táccho sự chuyển vị của cả transposon. Chẳng hạn Tn10 là transposon hỗn hợpmang gene mã hóa cho tính kháng kháng sinh tetracyline. Gene nàynằm giữa hai yếu tố IS10 có hướng ngược nhau.Transposon đơn giản (simple transposon) ở giữa các trình tự IR, nhưngnhững trình tự này ngắn (Transposon hỗn hợp và transposon đơn giản đều chứa các gene thêm vàoliên quan đến chức năng mới ở tế bào vi khuẩn. Cả hai loại này thường đượcgọi chung là transposon. Transposon dài hơn yếu tố IS, thường chứa vài kb),chúng chứa các gene mã hóa cho protein thêm vào.1.2. Cơ chế của sự chuyển vịĐầu tiên, transposase cắt vết hình chữ chi qua 5 cặp base (khác với sự cắt củaenzyme restriction endonuclease) ở vi trí DNA mục tiêu (target site DNA) .Tiếp theo là sự hội nhập của transposon qua trung gian của transposase,transposon xen vào giữa các đầu mút của chữ chi. Đầu lồi ra của sợi đơnđược sử dụng như là khuôn để tổng hợp sợi bổ sung thứ hai. Sự gắn vào tạosự sao chép 5 cặp base, được gọi là sự sao chép điểm mục tiêu (target siteduplication).Hầu hết các yếu tố di động của prokaryote đều sử dụng một trong 2 cơ chếchuyển vị: là sao chép (replicative) và bảo thủ (conservative) hay không saochép. Trong con đường sao chép (như ở Tn3), một bản sao mới của yếu tố diđộng tạo ra khi chuyển vị, kết quả là một bản sao ở vị trí mới và bản sao cònlại ở vị trí cũ. Trong con đường bảo thủ (như ở trường hợp Tn10) không cósự sao chép. Thay vào đó, yếu tố được cắt ra từ nhiễm sắc thể hoặcplasmid và được gắn vào vị trí mới. Con đường này còn được gọi là conđường cắt và dán (cut and paste)Sự nhân đôi đoạn trình tự DNA ngắn ở điếm xen vào (insertion site) ...