Helentron

Et helentron er en type klasse II- transponerbart element , som bare fungerer gjennom et DNA-mellomprodukt. Akkurat som hélitroner  (no) , produserer hélentronene ingen duplisering i sidekjedene av DNA som er invadert. Opprinnelig anerkjent som helitroner, ble helentroner skilt for første gang i 2003 ved å analysere DNA-sekvenser fra sebrafisk ( Danio Rerio ) og Sphoeroides nephelus .

Struktur

Helentronene presenterer flere karakteristiske sekvenser, plassert mellom de to terminalendene:

Mekanisme for genet duplisering og fangst

Helentron-dupliseringsmekanismen er fremdeles dårlig forstått, men i likhet med helitroner gjøres det ved sirkulær replikering : etter å ha spaltet en enkelt streng av helentron i 5'-enden, går Rep-Hel fremover langs DNA-sekvensen ved helikase-aktivitet gradvis rive denne DNA-strengen og vikle den for å danne en sirkel som knytter de to endene av transposonet sammen. Ved endonukleaseaktivitet blir helentronet deretter integrert i DNA-målsekvensen til verten i en tyminrik sone, mellom et TT-par.

Mange helentroner inkluderer også DNA-sekvenser som tilhører verten. Disse skyldes integrering av sekvenser i nærheten av helentron i selve transposonet. Faktisk kan det hende at viklingen av helentronsekvensen fortsetter utover transposonets 3'-terminal og inkluderer en del av det nærliggende genomet som deretter vil bli flyttet til en annen region. Dette er spesielt tilfelle i Culex quinquefasciatus mygg der en helentrontransposisjon ga opphav til åtte kopier av et protogen som koder for en ny histon.

Evnen til å skape slike gener de novo kan forklares på flere måter: Hvis helentron fanger en vertssekvens som tilsvarer en promotor, ved å sette seg inn andre steder i genomet, kan helentron aktivere en del av den. DNA som tidligere ikke er transkribert takket være introduksjonen av denne arrangøren. Hvis dette genet forbedrer verten, kan det gjøres for å amplifisere og skille seg ut ved positiv seleksjon. Videre kan helentron også transponere et exon og sette det inn i en kodende sekvens andre steder i genomet, og dermed delta i blanding av exons .

Fordeling

Fordelingen av helentroner i eukaryoter er mindre enn for helitroner. Spesielt, mens disse er i veldig store mengder i mange plantearter (spesielt mais der helitroner ville ha deltatt i dannelsen av 24 000 protogener), er det ennå ikke blitt påvist noe helentron i disse organismer.

Helentroner har blitt funnet i fisk, oomycetes og insekter (spesielt i Drosophila der det mest vanlige overførbare elementet, DINE-1, er den ikke-autonome versjonen av et helentron). Ingen helentron er hittil funnet hos pattedyr.

Kobling til helitronene

Under analysen av genomet til potet senblødning ( Phytophthora infestans ) ble en sekvens bestående av Rep- og Hel-domenene identisk med de som var konservert i alle helentronene identifisert, men med det bemerkelsesverdige fraværet av domenet knyttet til 'AP-endonukleasen. Dette "proto-helentron" kan utgjøre koblingen mellom de to familiene av sirkulært replikerende transposoner som er tilstede i eukaryoter, som er helitronene  (en) og helentronene: den avslører hypotesen om en forfader som er felles for de to transposonene som presenterer nukleotidspesifikasjonene til helentroner. før anskaffelse av AP-endonukleasedomenet.

Merknader og referanser

  1. Russell TM Poulter , Timothy JD Goodwin og Margaret I. Butler , "  Vertebrate helentrons and other novel Helitrons  ", Gene , vol.  313,14. august 2003, s.  201–212 ( ISSN  0378-1119 , DOI  10.1016 / S0378-1119 (03) 00679-6 , les online , åpnet 23. november 2019 )
  2. Jainy Thomas og Ellen J. Pritham , “  Helitrons, the Eukaryotic Rolling-Circle Transposable Elements  ”, Microbiology Spectrum , vol.  3, n o  4,august 2015( ISSN  2165-0497 , PMID  26350323 , DOI  10.1128 / microbiolspec.MDNA3-0049-2014 , lest online , åpnet 23. november 2019 )
  3. Jainy Thomas , Komal Vadnagara og Ellen J Pritham , “  DINE-1, det høyeste antallet kopier i Drosophila melanogaster er ikke-autonome endonukleasekodende rullesirkel-transponerbare elementer (Helentrons)  ”, Mobile DNA , vol .  5,4. juni 2014, s.  18 ( ISSN  1759-8753 , PMID  24959209 , PMCID  4067079 , DOI  10.1186 / 1759-8753-5-18 , leses online , åpnet 23. november 2019 )
  4. Ivana Grabundzija , Simon A. Messing , Jainy Thomas og Rachel L. Cosby , “  A Helitron transposon rekonstruert fra flaggermus avslører en ny mekanisme for genom-blanding i eukaryoter  ”, Nature Communications , vol.  7,2. mars 2016( ISSN  2041-1723 , PMID  26931494 , PMCID  4778049 , DOI  10.1038 / ncomms10716 , lest online , åpnet 29. november 2019 )
  5. Jainy Thomas , Caleb D. Phillips , Robert J. Baker og Ellen J. Pritham , “  Rolling-Circle Transposons Catalyze Genomic Innovation in a Mammalian Lineage  ”, Genome Biology and Evolution , vol.  6, n o  1014. september 2014, s.  2595–2610 ( ISSN  1759-6653 , PMID  25223768 , PMCID  4224331 , DOI  10.1093 / gbe / evu204 , leses online , åpnet 23. november 2019 )
  6. Lixing Yang og Jeffrey L. Bennetzen , “  Distribusjon, mangfold, evolusjon og overlevelse av Helitrons i maisgenomet  ”, Proceedings of the National Academy of Sciences i De forente stater , vol.  106, nr .  47,24. november 2009, s.  19922–19927 ( ISSN  0027-8424 , PMID  19926865 , PMCID  2785268 , DOI  10.1073 / pnas.0908008106 , lest online , åpnet 23. november 2019 )