Polintones

Polintonii [1] ( ing.  Polintonii, Mavericks [2] [3] ) sunt transpozoni mari de ADN care conțin gene omoloage proteinelor virale ; des întâlnit în genomul eucariotic . Acești transpozoni ADN mai mari și mai complexi au fost descoperiți la mijlocul anilor 2000. O politonă poate codifica până la 10 proteine ​​diferite. Numele acestor elemente mobile este derivat din cele două proteine ​​cheie pe care le codifică: ADN polimeraza (POLymeraza) și integraza (INTegrase) de tip retroviral (denumirea a fost inventată de Vladimir Kapitonov și Jerzy Jurek ) [4] [5] [2] [6] [7] .

Proprietăți

Un politon tipic are o dimensiune de 15-20 de mii de perechi de baze (kilobaze, kb), deși se cunosc polinoane de până la 40 kb în dimensiune [3] . Polintonii codifică până la 10 proteine, dintre care cele mai importante sunt ADN polimeraza de tip B și integraza de tip retroviral. Polintonii sunt uneori denumiți transpozoni cu autosinteză, deoarece codifică toate proteinele necesare pentru auto -replicare . Majoritatea polintonilor codifică, de asemenea, o cisteină protează de tip adenoviral , o ATPază asemănătoare FtsK și proteine ​​care conțin regiuni omoloage cu jelly roll fold caracteristice proteinelor capside virale . Prezența unor presupuse proteine ​​capside indică faptul că, teoretic, polintonii pot forma virioni în anumite condiții , în legătură cu care s-a propus redenumirea polintonilor în polintovirusuri . Cu toate acestea, formarea virionilor de către polintoni nu a fost încă confirmată experimental, așa că ultimul termen nu este încă folosit. Polintonii conțin repetări inversate terminale inerente elementelor transpozabile, care de obicei variază în dimensiune de la 100 la 1000 de perechi de baze [2] [7] [8] .

Distribuție

Polintoni au fost identificați în toate grupurile de eucariote, cu excepția arheplastidelor (adică, alge roșii , glaucofite , alge verzi și plante terestre ). Polintonele sunt caracteristice în special pentru unikonts  , un grup de eucariote care include animale [2] . Genomul protozoarului parazit Trichomonas vaginalis , care provoacă trichomonaza , este format din aproape 30% polintoni [5] .

Evoluție

Conform descrierilor timpurii, polintonii par a fi elemente mobile antice care au apărut cu cel puțin un miliard de ani în urmă și au fost deja prezenți în strămoșul timpuriu al eucariotelor moderne [4] . Această ipoteză este confirmată și de analiza filogenetică a secvențelor de polintone, care a mai arătat că polintonele sunt transmise în principal pe verticală [3] (deși există și date despre transferul polintonului orizontal [10] ).

Relațiile evolutive dintre polintoni, virusurile ADN dublu catenar (dsDNA) și elementele genetice egoiste sunt complexe. Primele studii bazate pe studiul secvențelor atribuie plasmide liniare , bacteriofage și adenovirusuri rudelor polintonului [4] . Mai târziu, a fost demonstrată apropierea evolutivă a polintonilor, virofagelor și a virusurilor gigantice . Se crede că polintonii sunt componente ale unei rețele genetice complexe care leagă elementele mobile egoiste ale genomilor eucarioți cu viruși ai căror genomi sunt reprezentați de dsDNA. Polintonii împărtășesc una sau mai multe gene omoloage cu plasmide liniare, virofage (în special virofagul Mavirus ), virusuri giganți ( ordinul Megavirales ), transpozoni Ginger 1 și Tlr1, transpovironi , adenovirusuri eucariote și bacteriofagi din familia Tectiviridae [2 ] [7] [9] .

Note

  1. Usov K. E., Kokhanenko A. A., Stegniy V. N.  Analiza comparativă a compoziției ADN-ului heterocromatinei pericentromerice a cromozomilor Drosophila orena și Drosophila virilis (Diptera: Drosophilidae)  // Buletinul Universității de Stat din Tomsk. universitate - 2013. - T. 24, Nr. 4 . - S. 117-123 .
  2. 1 2 3 4 5 Krupovic M. , Koonin EV Polintons: un focar de evoluție a virusului eucariotic, transpozonului și plasmidelor.  (engleză)  // Recenzii de natură. microbiologie. - 2015. - Vol. 13, nr. 2 . - P. 105-115. - doi : 10.1038/nrmicro3389 . — PMID 25534808 .
  3. 1 2 3 Haapa-Paananen S. , Wahlberg N. , Savilahti H. Analiza filogenetică a transpozonilor giganți Maverick/Polinton în organisme.  (Engleză)  // Filogenetică moleculară și evoluție. - 2014. - Vol. 78. - P. 271-274. - doi : 10.1016/j.ympev.2014.05.024 . — PMID 24882428 .
  4. 1 2 3 Kapitonov VV , Jurka J. Self-synthesizing DNA transposons in eukaryotes.  (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2006. - Vol. 103, nr. 12 . - P. 4540-4545. - doi : 10.1073/pnas.0600833103 . — PMID 16537396 .
  5. 1 2 Pritham EJ , Putliwala T. , Feschotte C. Mavericks, o nouă clasă de elemente transpozabile gigant răspândite în eucariote și înrudite cu virusurile ADN.  (engleză)  // Gene. - 2007. - Vol. 390, nr. 1-2 . - P. 3-17. - doi : 10.1016/j.gene.2006.08.008 . — PMID 17034960 .
  6. Yutin N. , Shevchenko S. , Kapitonov V. , Krupovic M. , Koonin EV Un nou grup de diverse viruși asemănătoare Polintonului descoperit prin analiza metagenomului.  (engleză)  // BMC biology. - 2015. - Vol. 13. - P. 95. - doi : 10.1186/s12915-015-0207-4 . — PMID 26560305 .
  7. 1 2 3 Krupovic M. , Koonin EV .  (Engleză)  // Opinie actuală în microbiologie. - 2016. - Vol. 31. - P. 25-33. - doi : 10.1016/j.mib.2016.01.006 . — PMID 26836982 .
  8. Krupovic M. , Bamford DH , Koonin EV Conservarea proteinelor capsidelor majore și minore din jelly-roll în transpozonii Polinton (Maverick) sugerează că acestea sunt viruși de bună credință.  (engleză)  // Biologie directă. - 2014. - Vol. 9. - P. 6. - doi : 10.1186/1745-6150-9-6 . — PMID 24773695 .
  9. 1 2 Yutin N. , Raoult D. , Koonin EV Virofagi, polintoni și transpovironi: o rețea evolutivă complexă de diverse elemente genetice egoiste cu diferite strategii de reproducere.  (engleză)  // Jurnal de virologie. - 2013. - Vol. 10. - P. 158. - doi : 10.1186/1743-422X-10-158 . — PMID 23701946 .
  10. Dupuy C. , Periquet G. , Serbielle C. , Bézier A. , ​​Louis F. , Drezen JM Transfer of a chromomozomal Maverick to endogenous bracovirus in a parazitoid wasp.  (engleză)  // Genetica. - 2011. - Vol. 139, nr. 4 . - P. 489-496. - doi : 10.1007/s10709-011-9569-x . — PMID 21451967 .