TRANSPOSONES

SEP                      SNEST                      DGEST

                                         

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

TAREA 

TRANSPOSONES

QUE PRESENTA:

LAURA ORTEGA TORRES

08930125

CARRERA LIC . BIOLOGÍA

Ciudad Altamirano, Gro. México. Febrero 1-03- del 2012

Objetivo  

 el objetivo general de esta tarea es conocer los transposones asi como tambien los diferentes tipos

INTRODUCION

Un transposón o elemento genético transponible es una secuencia de ADN que puede moverse de manera autosuficiente a diferentes partes del genoma de una célula, un fenómeno conocido como transposición. En este proceso, se pueden causar mutaciones y cambio en la cantidad de ADN del genoma. Anteriormente fueron conocidos como "genes saltarines" y son ejemplos de elementos genéticos móviles.

El transposón modifica el ADN de sus inmediaciones, ya sea arrastrando un gen codificador de un cromosoma a otro, rompiéndolo por la mitad o haciendo que desaparezca del todo. En algunas especies, la mayor parte del ADN basura (hasta un 50% del total del genoma) corresponde a transposones.

 Su existencia fue propuesta por Barbara McClintock en el maíz, sin embargo, su existencia no se demostró hasta mucho más tarde en bacterias. Por ello fue laureada con el Premio Nobel en 1983.

Barbara McClintock

Transposón bacteriano

clasificacion

Existe una amplia diversidad de elementos genéticos móviles y pueden ser clasificados en base a su contenido y su estrategia y mecanismo de transposición.

 

 Según contenido

 

• Transposón simple, secuencia de inserción o elemento de inserción (IS): contienen una secuencia central con información para la transposasa, una enzima necesaria para la transposición, y en los extremos una secuencia repetida en orden inverso. Esta secuencia repetida en orden inverso no es necesariamente idéntica, aunque muy parecida. Cuando un transposón simple se integra en un determinado punto del ADN aparece una repetición directa de la secuencia diana (5-12 pb).

• Transposón compuesto (Tn): contienen un elemento de inserción (IS) en cada extremo en orden directo o inverso y una región central con la transposasa que además suele contener información de otro tipo. Por ejemplo, los factores de transferencia de resistencia (RTF), poseen información en la zona central para resistencia a antibióticos como el cloranfenicol, la kanamicina, la tetraciclina, dándole una ventaja selectiva a las bacterias que lo posean.

 Según estrategia de transposición

• Clase I o retrotransposones: se mueven en el genoma siendo transcritos a ARN y después en ADN por retrotranscriptasa. A su vez, se clasifican en los de origen retroviral (retrotransposones con LTR) y de origen no retroviral (retrotransposones sin LTR).
• Clase II o DNA transposones: se mueven directamente de una posición a otra en el genoma usando una transcriptasa para copiar y pegarse en otro locus del mismo.
• Clase III o MITE, por sus siglas en inglés "Miniature Inverted-repeats Transposable Elements".

Según mecanismo de transposición

Transposición conservativa: el transposón sale de la sede donadora que queda vacía y se incorpora en una nueva sede (sede receptora). No aumenta el número de copias del transposón en el interior de la célula.

Se expresa la transposasa, y realiza dos cortes de doble cadena a la misma altura en el genoma donante, dejando aislado el transposón. A continuación localiza una secuencia diana (pongamos, ATGCA) en el genoma aceptor, y realiza un corte cohesivo. Tras eso une los extremos a los del transposón aislado, y la ADN Polimerasa de la célula rellena las zonas de cadena sencilla dejadas en la secuencia señal tras el corte cohesivo. Debido a esto, la secuencia señal queda duplicada. Queda, sin embargo, un hueco en el genoma donante, que puede ser letal si no se repara. Realmente, en este caso se habla más de recombinación que de transposición

Esquema explicativo de la transposición conservativa. Mediante el enzima transposasa, se corta el transposón del genoma original (que queda despojado de él) y se inserta en un nuevo genoma diana, en una secuencia específica reconocida por el enzima.

Transposición no conservativa: en este caso la transposasa realiza un corte cohesivo no solo en la secuencia diana, sino también en el genoma donante, dejando un corte a cada lado del transposón. A continuación integra todo el genoma donante con el aceptor, mediante un curioso mecanismo que forma un intermediario llamado “estructura entrecruzada”. Esta estructura es resuelta por un segundo enzima, la resolvasa, que según cómo lo resuelva dará lugar a una de las siguientes transposiciones:

• Transposición no replicativa: el genoma donante se libera, dejando el integrón en el genoma receptor. Al igual que en la transposición conservativa, queda un hueco en el genoma donante, que puede ser letal si no se repara.
• Transposición replicativa: se produce una replicación desde los extremos 3’ del genoma aceptor, lo que acaba por duplicar el transposón, y produciendo un genoma mixto llamado “cointegrado”. A continuación la resolvasa rompe el cointegrado mediante una recombinación recíproca, que une los extremos del ADN aceptor original (ahora con una de las copias del integrón) y libera el genoma donante de nuevo con su transposón.

 Esquema explicativo de la transposición no conservativa. A diferencia de la conservativa, inicialmente no se integra solo el transposón, sino que se forma un híbrido con todo el genoma donante. Según el modo de resolución del enzima resolvasa, podrá dar lugar a una transposición replicativa (genoma donante y receptor obtienen una copia del transposón) o no replicativa (solo se la queda el aceptor, y el donante queda sin él).

TRANSPOSONES PROCARIOTAS

Como se puede observar en la tabla de clasificación de los elementos transponibles, en procariotas encontramos diversos elementos móviles, entre los cuáles IS de las que ya hemos hablado y a la vez, y también de relevancia, transposones compuestos, fagos, sistemas de inversión, etc.

Transposones compuestos

Constan de una región central  rodeada por dos IS, esta región central contiene genes bacterianos, frecuentemente  loci de resistencia a antibióticos. Éstos son los más conocidos, pero también hay muchos más.

Por ejemplo, Tn5 está formado por dos secuencias IS50 invertidas y una región central que contiene genes de resistencia a kanamicina, estreptomicina y bleomicina. Mientras que Tn3 contiene el gen bacteriano de la ß-lactamasa que confiere resistencia a penicilina, formado por repeticiones terminales y no por IS.

En principio, siempre que  dos copias de una IS se situen relativamente cerca se forma un transposón compuesto, ya que el conjunto de las IS y la secuencia central puede funcionar como una unidad. Los elementos IS de los extremos pueden ser iguales o diferentes, tener la misma o diferente orientación, o parecerse a otros IS conocidos. La estructura de los transposones compuestos es muy simplista porque en casos naturales una de las dos IS es inactiva.

Un aspecto muy estudiado de la evolución de los transposones, por la importancia médica y ambiental es la formación de elementos de resistencia múltiple a antibióticos. El uso desmesurado de antibióticos en sanidad humana y animal ha aumentado muchísimo la presión selectiva a favor de la resistencia.

TRANSPOSONES EUCARIOTAS

En eucariotas, los elementos de clase I más conocidos a nivel molecular son los del maíz y los de Drosophila porque son los más estudiados desde hace ya varias décadas. Al igual que en procariotas, estos transposones se han encontrado en prácticamente todos los genomas donde se han encontrado.       

 Maíz  

En el maíz, los más conocidos pertenecen a las familias En/Spm (enhancer/Supressor-mutator) y Ac (Activator). Son transposones relativamente sencillos, no muy diferentes a los de una IS bacteriana y tienen repeticiones invertidas en los extremos. Además también hay elementos defectivos de las dos familias, conocidos como dSpm y Ds. Estas copias defectivas pueden ser complementarias en trans por sus patrones silvestres. Algunos elementos defectivos Ds pueden funcionar como intrones, y por lo tanto, ser eliminados del mRNA. Este detalle probablemente los emparienta con los intrones, especialmente por los intrones móviles descritos por Bernard Dujon.

  Drosophila

Alrededor del 10% del genoma de Drosophila podría estar compuesto de secuencias de DNA repetitivas que se mueven como elementos discretos. Se han caracterizado tres tipos de transposones:  los elementos P, copia-like y FB.

 

Elementos P 

En Drosophila, los transposones más intrigantes y útiles para los genetistas son los elementos P, que fueron descubiertos como resultado del estudio de la DISGÉNESIS HÍBRIDA, un fenómeno que ocurre cuando hembras de laboratorio son cruzadas con machos de poblaciones naturales. En estos cruces, las hembras tienen un citotipo M (sin transposasa ni su receptor), y los machos un citotipo P (con transposasa y su respectivo receptor). 

 hembras M    x    machos P

F1 : estériles

La progenie muestra un sorprendente fenotipo que se manifiesta en la células germinales, incluyendo esterilidad, un alto nivel de mutación, y una alta frecuencia de aberraciones cromosómicas y no disyunción. Esta progenie híbrida es disgénica, o biológicamente deficiente ( de aquí la expresión disgénesis híbrida ). A la vez, el cruce recíproco de hembras P    x    machos M no produce disgénesis.                                                                      Un alto porcentaje de los disgénicos induce mutaciones inestables, por ello revierten a un fenotipo salvaje o a otros alelos mutantes de frecuencia alta. Esta inestabilidad es restringida a la línea germinal de citotipo M.    Esto confirma la hipótesis de que las mutaciones son causadas por la inserción de DNA foráneo en genes específicos, haciéndolos inactivos. De acuerdo con esta hipótesis, la reversión resultaría de la espontánea escisión de las secuencias insertadas. Esta observación ha sido probada en el locus white de Drosophila, dando lugar a un cambio de color en los ojos. La sólida explicación de la disgénesis híbrida es que los elementos P tienen a la vez productos de transposasa y P-represores. La transposasa es responsable de la movilización de los elementos P, mientras que el represor previene la producción de la transposasa, bloqueando la transposición del elemento. En el citotipo P, el número elevado de copias provoca una abundante producción del represor, así que los elementos P son movilizados. Por esta razón,  en el cruce de la disgénesis híbrida al no haber represor (citotipo M) se sintetiza mucha transposasa, más que represor, y se moviliza por todo el genoma, entrando un cierto número de copias del elemento P en el óvulo, causando daño que se manifiesta en la disgénesis híbrida.

A parte de esto, los elementos P son la mayor herramienta para los genética moderna de Drosophila, usados para etiquetar genes para clonación e insertar genes transgénicamente.

                  Elementos copia-like

Los elementos copia-like constituyen como mínimo siete familias,, de tamaño entre 5 y 8.5 Kb. Aparecen de 10 a 100 posiciones y su estructura es similar a Ty de levaduras. Estos elementos pueden causar una duplicación o inserción de un número característico de pb. Por ejemplo, la mutación white-apricot para el color de los ojos es causado por la inserción de un elemento de esta familia en el locus white. 

                   Elementos FB

Los elementos FB oscilan entre un tamaño de 100 a 1000 pb. Estos elementos tienen secuencias homólogas, pero también tienen secuencias diferentes. También poseen repeticiones invertidas en los extremos. A veces, todo el elemento consiste en repeticiones invertidas, pero una secuencia central separa las repeticiones en otros elementos. En cada caso, los FB pueden "fold back" (plegarse) sobre sí mismos, de ahí su nombre FB. Algunos FB pueden "saltar" del genoma y promover reordenaciones cromosómicas, de hecho, varias mutaciones en Drosophila son causadas por inserciones de FB interrumpiendo la secuencia.

  Mamíferos

Aquí es donde entra en escena la basura genética que constituye el 95% del genoma humano. La mayor parte de esta basura es una auténtica ruina: residuos de virus y transposones  inactivados hace más de 40 millones de años. Pero hay una excepción llamada Alu.

Los Alu son pequeños transposones, de poco más de 300 bases de longitud. Hay cerca de un millón de ellos en el genoma, y muchos siguen vivos: todavía se les puede sorprender saltando. A diferencia de los otros transposones, los Alu tienden a insertarse en la proximidad de los genes. Y tienen la curiosa propiedad de activarse en respuesta a ciertas señales muy comunes en las células, incluidas algunas hormonas, y de extender su activación a los genes adyacentes.

http://bioinformatica.uab.es/biocomputacio/treballs00-01/Tarancon_Gemma/elementos_transponibles.htm

CONCLUSION

se ha llegado ala concusion aserca de este trabajo debemos de tener un conocimiento amplio de los dieferentes tipos de  transposones de la secuencia del ADN de igual manera su clasificacion, ya que es por su contenido los cuales son los transposones simples secuencia de inserción o elemento de inserción el cual  contiene una secuencia central con información para la transposasa  y compuestos . asi como tambien tomar encuenta los transposones eucariotes y procariotes

BIBLIOGRAFIA