Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2006; 2006: (más artículos en esta revista)

Los vínculos entre secuencias repetidas

Hindawi Publishing Corporation
Sachiko Matsutani

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Resumen

L1 y elementos Alu son largas y cortas intercaladas retrotransposable elementos (líneas y Sines) en los seres humanos, respectivamente. Las proteínas codificadas por los autónomos L1 mediar retrotransposition de la nonautonomous Alu y celulares mRNAs. Alu es el único activo SINE en el genoma humano y se obtiene a partir de ARN 7SL señal de reconocimiento de partículas. En los otros genomas eucarióticos, diversos tRNA-5S rRNA y derivados de Sines se encuentran. Algunos de los tRNA-5S rRNA y derivados de Sines han asociado líneas de las cuales 3 'secuencias son similares a los de los senos. Uno de los derivados del tRNA-Sines está demostrado que son movilizados por su socio LINE. Muchos ejemplares de tRNA y 5S rRNA pseudogenes están presentes en el genoma humano. Estos pseudogenes pueden haber sido generado a través de la retrotransposition proceso usando proteínas L1. Aunque no hay secuencia similitudes entre Alu y L1, L1 funcionalmente vínculos con Alu e incluso los genes celulares, que inciden en la configuración de nuestro genoma.

INTRODUCCIÓN

En el genoma humano, las secuencias de codificación son menos del 5%, mientras que repetir secuencias son más del 50% [1]. La mayoría de estas secuencias se repiten derivados de retrotransposones, que incorporan a través de intermediarios de ARN. L1 y Alu elementos son los más exitosos de las familias no-LTR elementos que representan aproximadamente el 30% del genoma humano [1]. L1 es de aproximadamente 6 kb de largo, tiene un interior promotor de la RNA polimerasa II, y codifica dos polipéptidos esenciales (ORF1 y ORF2) para retrotransposition (véase, por ejemplo, [2, 3, 4]]. El producto de ORF1 es un RNA-proteína de unión, y ORF2 codifica una proteína con endonucleasa y actividades de la transcriptasa inversa [5, 6, 7, 8, 9]. Si bien se mueve autónomamente L1, Alu es un elemento nonautonomous. Alu son elementos cortos (de unos 300 bp), y han internos promotores para la RNA polimerasa III [10]. Dado que los elementos Alu no codifican proteínas, se presume que la toma Alu enzimas como transcriptasas inversa de otras fuentes para retrotransposition.

L1 humano puede movilizar la UTA y procesados PSEUDOGENES

La idea de que SINE transposición puede ser mediada por L1 elemento fue descrito por Feng et al [8], Jurka [11], y Martin et al [12]. Recientemente, Dewannieux et al [13] mostró que L1 pueden movilizar a la Alu células humanas: la neomicina-Alu secuencias marcadas en la transposición de las células Hela transitoria que expresa la proteína L1 ORF2 y el proceso de transposición incluido empalme fuera del intrón autocatalítico, objetivo sitio la duplicación de esfuerzos, y la integración en un consenso rico en secuencias. La transcriptasa inversa en los números primos 3 'poli terminal de un tramo de la L1 mRNA [7]. También en los experimentos usando la neomicina-Alu secuencias marcadas, la 3 'terminal polyA extensiones de la jurídica jurídica se requiere para retrotransposition. Por otra parte, L1 puede mediar retrotransposition de un celular del mRNA que no está asociado con retrotransposon, aunque la tasa de retrotransposition es 100-1000 veces menor que en el caso de Alu [13, 14, 15]. Muy recientemente, U6 snRNA se informó de que se moviliza por L1 [16]. L1 moviliza Alu y distintos tipos de ARN's celulares, y desempeña un importante papel en la configuración del genoma humano. Figura 1 es una representación esquemática de la retrotransposition de los elementos humanos L1 y sus dependientes. Retrotransposition de Alu y L1 (y los genes transformados) se traduce en la inserción mutaciones, y los pasos más entre los elementos homólogos es una de las fuentes de variaciones genéticas (véase, por ejemplo, [17]]. Inserciones Alu elementos de introducir alternativa 3 'en los sitios de empalme de genes existentes, posiblemente como resultado de defectos de empalme [18]. Alu y L1 elementos pueden alterar la distribución de metilación en el genoma y, posiblemente, la transcripción de los genes [19, 20]. Estos reordenamientos tienen un gran impacto en la evolución del genoma. La mayoría de las mutaciones pueden ser inofensivas, ya que la codificación de secuencias de control y comprenden menos del 5% del ADN del genoma humano [1]. Sin embargo, por ejemplo, se informa de que las inserciones Alu causa neurofibromatosis, la hemofilia, familiares hyperchoresterolaemia, el cáncer de mama, resistentes a la insulina la diabetes tipo II y el sarcoma de Ewing [19].

Vínculos entre las líneas de senos y en los otros genomas eucarióticos

El Alu elemento que es el único activo SINE en el genoma humano, se cree que se derivarán de los 7 SL ARN que es un componente de señal de reconocimiento de partículas [21]. En los otros genomas eucarióticos, hay que Sines se derivan de tRNA genes [22]. Las secuencias de nucleótidos de los 5 'regiones del tRNA-Sines derivados son similares a los genes de tRNA. Algunos derivados del tRNA-Sines han secuencia similar a las líneas en su extremo 3 'regiones [22]: por ejemplo, HE1 SINE y LINE HER1 en mayor elasmobranquios (tiburones, rayas, y rayas), tortuga SINE-CR1 y como línea de tortuga, salmónidos Hpa1 Hpa1 SINE y RSG-1 línea de la trucha arco iris, y Ps1/SINE y Lucy-1 CR1-LINE como en Podarcis Sicula. Este hecho nos lleva a pensar que estos senos son movilizados por el socio líneas. De hecho, se demuestra que en células HeLa, el extremo 3 'de un pez (anguila) SINE es reconocido por la transcriptasa inversa de su socio LINE, y que el pescado SINE se pueden movilizar por el socio de la maquinaria [23]. En el genoma pez cebra, 5S rRNA derivados de Sines se han encontrado [24]: sus 5 'finales regiones son similares a las 5S rRNA en la secuencia de nucleótidos, y sus 3' regiones se asemejan a los 3 'partes de las líneas de su pareja. Uno puede imaginar que las líneas nunca ha existido (o todavía existe) con capacidad de ofrecer a sus 3 'para la generación de partes de socio Sines. Todas las de Sines, tRNA genes, y 5S rRNA genes son transcritos por la RNA polimerasa III. Alu elementos, tRNA derivados de Sines, y tRNA genes tienen el tipo 2 promotores internos, mientras que 5S rRNA derivados de Sines y 5S rRNA genes tienen el tipo 1 interior promotores . A diferencia de los promotores de tipo 1, tipo 2 en los promotores de los genes 5S rRNA sintetizar el ARN's con el ADN señales ascendentes de la región transcrita, que tal vez se traduce en la distribución restringida de 5S rRNA derivados de Sines en especies eucariotas [24].

Contribución de la L1 a nuestra evolución del genoma

Curiosamente, hay muchas copias de pseudogenes, fragmentos y paralogues de tRNA y 5S rRNA genes en el genoma humano [1]: 497 copias de la verdadera tRNA genes en comparación con 324 copias de sus genes relacionados, y 4 copias de la verdadera 5S rRNA gen en comparación con 520 copias de sus genes. Como se ha descrito anteriormente, en el genoma humano, Alu es el único activo SINE, y la activa tRNA derivados SINE y el 5S rRNA derivado del SINE no se han encontrado. Sin embargo, es posible que los humanos y tRNA 5S rRNA genes retrotranspose con la L1-proteínas codificadas, en caso de las transcripciones contienen accidentalmente A-ricos en secuencias de los 3 'termina [25]. El genoma humano se informa que contienen muchos tipos de retrogenes quimérico que se formaron mediante el mecanismo de integración L1 [26]. Cabe señalar que una nueva inserción de Alu a la línea germinal es computacionalmente calcula que se producen en aproximadamente 1 de cada 100 nacimientos [27]. Directa e indirectamente, L1 contribuye en gran medida a la evolución de nuestro genoma.