Elementele transpozabile în genomurile vegetale

Elementele Transpozabile în genomurile vegetale
MIRON Romena, Paşa Lilia

Universitatea de Stat din Moldova

Institutul de Genetică şi Fiziologie a plantelor al AŞM
Recenzent: Deaghileva Angela, dr. biol.
Cuvinte cheie: elemente transpozabile, genom
Elementele transpozabile (ET) reprezintă fragmente de ADN care îşi pot schimba poziţia în cadrul genomului prin excizie sau reinserţie pe acelaşi cromozom sau pe unul diferit, fără să apară însă niciodată în formă liberă şi individualizată în celulă [1, 2]. Primele elemente transpozabile au fost detectate la porumb, de către Barbara McClintock, în urma analizei fenomenului de instabilitate somatică, datorită căruia apăreau pete de culoare pe frunze, tulpini, inflorescenţe, endospermul boabelor [3]. ET constituie componenţi esenţiali ai genomului eucariotelor, transpoziţia şi acumularea lor avînd o importanţă majoră în evoluţia acestora [1]. În funcţie de mecanismul transpoziţiei ET sînt clasificate în două clase.

Elementele clasei a I-a, numite retrotranspozoni sau retroelemente, prezintă un mecanism de transpoziţie „copie-inserează” mediat de ARN, rolul principal în acest mecanism aparţine reverstranscriptazei (transcriptaza inversă sau revertaza) şi integrazei [2]. Retroelementele reprezintă 5,5 % din ADN-ul nuclear al Arabidopsis thaliana şi 70 % genomul porumbului [4, 5]. În genomurile vegetale au fost descrise retroelementele: BARE-1 (12,1 kb) la orz, Tnt1 (5,3 kb), Tto1 (5,3 kb) şi TS (0,111 kb) la tutun, ToS17 (4,1 kb), RIRE (~10,5 kb) şi p-SINE-1 (0,125 kb) la orez, Bs1(3,2 kb), Opie-1 (8,7 kb), PREM-2 (9,5 kb) Grande-1 (13,5 kb), Zeon-1 (7,3 kb) şi Cin4 (6,8 kb) la porumb, Del2 (4,5 kb) la Lilium sp., Tal 1 (6,1 kb) al Arabidopsis thaliana, S1_Bn (0,170 kb) din genomul Brassica napus [6].

Elementele clasei II – transpozonii, utilizează un intermediar ADN, transpoziţia lor asigurîndu-se printr-un proces de tipul „taie-inserează”. Transpozonii constituie clasa majoritară de ET identificate în genomul plantelor. În special au fost descrise suprafamilile hAT, Tc1/mariner, CACTA (En/Spm), Mutator (MuDR), P, Foldback, Helitron. Astfel, în genomul de porumb au fost identificaţi transpozonii Activator, En/Spm, MuDR, la gura leului – Tam1, la soia – Tgm1, la morcov – Tdc1, la sorg – Cs1, la Petunia hybrida – Ps1, la mazăre – Pis1, la orez – Tnr3 şi Tnr12, la Arabidopsis thaliana – Cac1 şi Hairpin, în genomurile de tomate şi cartof – SoFT1, SoFT2 şi SoFT3, etc. [3, 7, 8, 9, 10, 11].
Bibliografie:

1. 
   Ţenea G. Elementele transpozabile, silenţierea şi rolul lor în evoluţia genomului vegetal. Bucureşti 2002, p. 123-124.
   
2. 
   Toteanu C. Structura, analiza şi localizarea genelor. Bucureşti 2011, p. 33-35.
   
3. 
   Bennetzen J. The Mutator transposable element system of maize in transposable elements. Springer-Verlag Berlin. 1996. P. 195-229.
   
4. 
   Schmidt T., Kubis S., Katsiotis A. et all. Molecular and chromosomal organization of two repetitive DNA sequences with intercalary locations in sugar beet and other Beta species. Theor. Appl. Genetics. 1998. Vol. 97, p. 696-704.
   
5. 
   www.landesbioscience.com/journals/mge/04KhanMGE1-1.pdf
   
6. 
   Kumar A., Bennetzen J. Plant Retrotransposons. Annu. Rev. Genet. 1999. Vol.33, p. 479–532.
   
7. 
   Kunze R. The Maize Transposable Element Activator. Curr. Top. Microbiol. Immunol. Nr. 204. 1996, p. 161-194.
   
8. 
   Tian P -F. Progress in Plant CACTA Elements Superfamiliy CACTA. Acta Genetica Sinica. September 2006. Vol. 33 (9), p. 765–774.
   
9. 
   Diao X., Freeling M., Lisch D. et all. Horizontal Transfer of a Plant Transposon. PLoS Biol. January 2006. Vol. 4(1), p. 5
   
10. 
    Lisch D., Girard L., Donlin M. Functional analysis of deletion derivatives of the maize transposon MuDR delineates roles for the MURA and MURB proteins. Genetics. 1999. Vol. 151. p. 331-341.
    
11. 
    Jules A., Belzile F. J. Hairpin elements, the first family of foldback transposons (FTs) in Arabidopsis thaliana. The Plant Journal. 1999. Vol. 19 (5), p. 591-597.