Strona główna > biologia, ewolucja, medycyna, nauka > Co nam daje skoczne DNA?

Co nam daje skoczne DNA?

Listopad 29, 2006 Dodaj komentarz Go to comments

Nasz genom pełen jest niekodującego DNA. Przez długi czas określano je jako „junk DNA” – śmieci. Mówi się też o samolubnym DNA – pasażerach na gapę – transpozonach i retrotransposonach, które zabrały się w podróż w czasie w naszym genomie. Ale czy rzeczywiście zawsze jadą na gapę?

Wcale nie. Część z nich zaprzęgła się do pracy. W około 1/4 promotorów ludzkich genów występują sekwenje pochodzenia transpozonowego. W przypadku pewnych genów, np. genu Mid1, którego mutacje powodują zespół Opitza, wykazano, że działają jak promotory lub wzmacniacze, często tkankowo specyficznie. Podobnie około 1/4 mRNA ma takie sekwencje w swoich rejonach nieulegających translacji. I też czasem je wykorzystuje.

750px-alternativesplicing.pngAtraktyna to białko o wielu funkcjach. Między innymi bierze udział w odpowiedzi immunologicznej oraz wpływa na ubarwienie myszy. Występuje ono w dwóch formach – może być zakotwiczone w błonie komórkowej lub wydzielane na zewnątrz komórki. Obie różniące się długością formy powstają w wyniku alternatywnego splicingu. Forma rozpuszczalna powstaje w wyniku sklejenia 25 kolejnych egzonów, natomiast forma transmembranowa „przeskakuje” 25 egzon, w zamian za to dokładając kilka innych, które zawierają między innymi domenę transbłonową. Czyli nic nadzwyczajnego. Ale jeśli przyjrzeć się egzonowi 25, ostatniemu w mRNA dla formy rozpuszczalnej, można zobaczyć, że zawiera on obejmującą kodon STOP i sygnał do poliadenylacji sekwencję z elementu LINE-1. Elementy LINE-1 zaś to rodzaj retrotranspozonów. Ponieważ wiadomo, że obie formy atraktyny odgrywają rolę w procesach zapalnych, można powiedzieć, że to dzięki LINE-1 dysponujemy rozpuszczalną formą atraktyny, zatem retrotranspozon pomógł w wyregulowaniu odpowiedzi immunologicznej (Tang i in. 2000).

Takich przypadków jest jeszcze kilka – przykładowo sekwencje pochodzące z retrotranspozonów biorą udział w poliadenylacji kilku innych genów, np. HHLA 2 i 3. Sekwencja retrotranspozonowa wskoczyła do genu HHLA2 stosunkowo niedawno (ok. 10-15 mln lat temu), ponieważ występuje tylko u ludzi, szympansów i goryli, natomiast ta w HHLA3 jest nieco starsza – znaleźć ją można także u gibbonów i orangutanów, ale już nie u małp wąskonosych (czyli jej integracja w tym miejscu nastąpiła ok. 25-30 mln lat temu).

Ale to nie wszystko. Choć zwykle to wirusy kradną geny gospodarzom, czasem zdarza się i odwrotna sytuacja.

Niektórzy uważają, że właśnie ruchomym elementom zawdzięczamy mnogość przeciwciał – być może rekombinacja V(D)J to przykład na udomowienie transpozazy. Ludzkie geny aktywujące transpozycję (RAG) są strukturalnie i funkcjonalnie podobne do transpozonów DNA, i potrafią przeprowadzić reakcję transpozycji w probówce. Być może ich przodkiem był transpozon DNA, który wiele organizmów wykorzystało do usprawnienia układu odpornościowego.

blastocyst.png

Po oswojeniu genu kodującego białko otoczki ludzkiego endogennego wirusa HERV-W2 otrzymaliśmy gen kodujący syncytynę. Białko to ulega ekspresji głównie w łożysku. Jeśli zmusi się je do ekspresji w innych typach komórek, powoduje ich zlewanie się i powstawanie syncytiów – czyli komórek wielojądrzastych. Podczas ciąży zewnętrzna warstwa trofoblastu (zewnętrznej warstwy blastocysty otaczającej węzeł zarodkowy) tworzy syncytiotrofoblast – warstwę wielojądrowych komórek tworzącą kosmki, które ułatwiają wymianę składników odżywczych i prodkutów przemiany materii między matką a płodem. Wiadomo, że wirusowe białko otoczki Env umożliwia wirusowi związanie się i fuzję z komórką gospodarza. Być może podobne działanie pochodzącej od wirusa syncytyny ułatwia fuzję komórek trofoblastu w syncytium. Co ciekawe, wygląda na to, że u gryzoni i u owiec w implantacji i rozwoju łożyska również biorą udział białka pochodzenia wirusowego, choć „udomowione” niezależnie od tych, które wykorzystują naczelne.

Oczywiście nie należy zapominać, że nie wszystkie transpozony i retrotranspozony ludzkie są już całkiem udomowione. Przykładowo przeciętny genom ludzki ma około 100 aktywnych transpozonów typu L1. Ich przeskoki czasem powodują choroby, a szacuje się, że co najmniej jedna osoba na pięćdziesiąt ma nową insercję, która pojawiła się podczas rozwoju komórek linii płciowej lub w początkowych stadiach rozwoju embrionalnego (Ostertag i Kazakian 2001).

A jeśli ktoś chce zobaczyć, jak to jest być wirusem, to ma okazję😉

Kategorie:biologia, ewolucja, medycyna, nauka Tags: , ,

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d bloggers like this: