Põhiline erinevus replikatiivse transponeerimise ning lõikamise ja kleepimise vahel on see, et replikatiivsel transponeerimisel kopeeritakse transposoon uude asukohta, samas kui lõikamise ja kleepimise korral teisaldatakse transposoon uude asukohta.
Ülekantavad elemendid ehk hüppavad geenid on DNA järjestused, mis võivad muuta oma asukohta genoomis. Seda nimetatakse ülevõtmiseks. Transpositsioon võib mõnikord tekitada või ümber pöörata mutatsioone ning muuta raku geneetilist identiteeti ja genoomi suurust. Ülekandmise avastas Barbara McClintock 1983. aastal. Ülekandmine võib toimuda kahe tehnika abil: paljundamine ning lõikamine ja kleepimine.
Mis on replikatiivne ülevõtmine?
Replikatiivne transpositsioon on transponeerimismehhanismi tüüp, mis aitab kopeeritud või dubleeritud tehnika abil natiivsest asukohast teise transposoonida. Selle mehhanismi leidis esmakordselt James A Shapiro 1979. aastal. Selles mehhanismis dubleeritakse ülekantav element transponeerimisreaktsiooni ajal, nii et transponeeriv olem on algse elemendi koopia. Veelgi enam, selles mehhanismis moodustavad doonor- ja retseptori DNA järjestused iseloomuliku vahepealse teeta konfiguratsiooni, mida nimetatakse Shapiro vaheühendiks (koosintegreeruvad). Replikatiivne transpositsioon on iseloomulik retrotransposoon. See mehhanism esineb tavaliselt I klassi transposoonides.
Joonis 01: Replikatiivne ülevõtmine
Head näidet replikatiivsest transpositsioonist võib täheldada E. coli TN3 transposoonis. TN3 transposoon võib liikuda algsest plasmiidist teisele sihtplasmiidile, kasutades replitseeritud või dubleeritud tehnikat. Kogu seda sündmust vahendavad kaks olulist ensüümi, mida nimetatakse transposaasiks ja resolvaasiks. Lisaks võib nii DNA transposoonides kui ka retroposoonides täheldada replikatiivset transpositsiooni. Kõige paremini uuritud ülekantav bakteriaalne viirus on bakteriofaag Mu.
Mis on lõikamine ja kleepimine?
Lõika ja kleebi transponeerimine on teatud tüüpi transponeerimismehhanism, mis aitab lõikamise ja kleepimise tehnika abil algsest asukohast teise transposoonida. Seda mehhanismi tuntakse ka kui konservatiivset ülevõtmise mudelit. Selles mittereplikatiivses transpositsioonis toimub transposooni väljalõikamine ja integreerimine ühest genoomsest asukohast teise ilma koopiat maha jätmata.
Joonis 02: Lõika ja kleebi ülevõtmine
Selles mehhanismis seondub transposaasi ensüüm esm alt terminaalsete kordustega, mis tavaliselt esinevad transposoonide mõlemas otsas, ja seejärel moodustab see struktuuri, mida nimetatakse sünaptiliseks kompleksiks (transpososoomiks). Sünaptiline kompleks lõikab transposooni algsest genoomsest asukohast välja ja integreerib selle uude sihtkohta. Pärast seda lahkuvad transposaasid transposooni mõlemast otsast. Kui transposaasi ensüüm lahkub transposoonist, täidab lüngad peremeespolümeraasi ensüümiga. See võimaldab transposooni täielikku liitumist uue genoomse asukohaga. See mehhanism esineb tavaliselt II klassi transposoonides. Lisaks on TN5 bakteriaalsed transposoonid hästi tuntud näide, mis näitab konservatiivset või lõika ja kleebi transponeerimismehhanismi.
Millised on replikatiivse ülevõtmise ning lõikamise ja kleepimise ülevõtmise sarnasused?
- Replikatiivne ülevõtmine ning lõikamine ja kleepimine on kahte tüüpi transponeerimismehhanisme.
- Mõlema mehhanismi puhul liiguvad ülekantavad elemendid ühest genoomsest asukohast teise uude genoomsesse asukohta.
- Mõlemad mehhanismid võivad luua või ümber pöörata mutatsioone ja muuta raku geneetilist identiteeti.
- Bakterilised transposoonid näitavad mõlemat mehhanismi.
- Need on evolutsiooni jaoks äärmiselt olulised sündmused.
Mis vahe on replikatiivsel ülevõtmisel ning lõikamise ja kleepimise ülevõtmisel?
Replikatiivne transpositsioon on transponeerimismehhanismi tüüp, mille puhul transposoon kopeeritakse uude asukohta, samas kui lõika ja kleebi transpositsioon on transponeerimismehhanismi tüüp, mille puhul transposoon viiakse uude asukohta. Seega on see peamine erinevus replikatiivse transponeerimise ning lõikamise ja kleepimise vahel. Lisaks toimub replikatiivne transpositsioon tavaliselt I klassi transposoonides, samas kui lõika ja kleebi transponeerimine toimub tavaliselt II klassi transposoonides.
Allpool olev infograafik näitab erinevusi replikatiivse transponeerimise ning lõikamise ja kleepimise vahel tabelina, et võrrelda neid kõrvuti.
Kokkuvõte – replikatiivne ülevõtmine vs lõikamine ja kleepimine
Replikatiivne ülevõtmine ning lõikamine ja kleepimine on kahte tüüpi transponeerimismehhanisme. Replikatiivne transpositsioon on transponeerimismehhanismi tüüp, kus transposoon kopeeritakse uude asukohta, samas kui lõika ja kleebi transpositsioon on transponeerimismehhanismi tüüp, kus transposoon viiakse uude asukohta. Niisiis, see võtab kokku erinevuse replikatiivse transponeerimise ning lõikamise ja kleepimise vahel.
