Miniaturní transponovatelné prvky s obráceným opakováním - Miniature Inverted-repeat Transposable Elements

Miniaturní transponovatelné prvky s obráceným opakováním (MITE) jsou skupina neautonomních třídy II transponovatelné prvky (DNA sekvence ). Vzhledem k tomu, že MITE nejsou autonomní, nemohou kódovat vlastní transpozázu. Existují uvnitř genomy zvířat, rostlin, hub a bakterií.[1][2][3][4] MITE jsou obecně krátké (50 až 500 bp) prvky s terminálně obrácenými opakováními (TIR; 10–15 bp) a dvěma sousedními duplikacemi cílového místa (TSD). Jako ostatní transpozice, MITE jsou vloženy převážně do gen - bohaté oblasti, což může být důvodem, že ovlivňují genovou expresi a hrají důležitou roli při urychlování eukaryotické evoluce.[5][6] Jejich vysoký počet kopií i přes malé velikosti byl předmětem zájmu.

Původ roztočů

Podrobná studie MITE odhaluje, že podrodiny MITE vznikly ze souvisejících autonomních prvků z jednoho genomu a tyto podskupiny tvoří rodiny MITE. Jeden typ autonomního prvku může vést k jedné nebo více rodinám MITE.[7]

Klasifikace

Na základě jejich vztahů v sekvencích TIR se známými superrodinami TE byly MITE klasifikovány do určitých rodin. Například, wTourist, Akrobat, Léčitel jsou rodiny MITE u některých druhů rostlin spadají pod nadčeleď TE PIF / předzvěst. Černý pasažér je rodina MITE v Pisum sativum L. s TSD TA ve vztahu k Tc1 / námořník TE nadčeleď. Skupina roztočů známá jako CMITES související s Piggybac u některých druhů korálů byly nalezeny nadčeleď.[8]

Zatímco většina roztočů je seskupena, některým z nich se zatím přidělují jejich superrodiny TE. Mezi takové rodiny patří AtATE v Arabidopsis thaliana a ATon rodina nalezena v Aedes aegypti. Kromě toho bude pravděpodobně objeveno mnohem více rodin MITE.

Roztoči v rostlinných genomech

Roztoče byly poprvé objeveny v rostlinách. Prvky patřící do CACTA, čepice, Mutátor, PIF, a Tc1/Námořník superrodiny byly popsány.[9] V závislosti na podobnosti jejich terminálních invertovaných repetic a duplikací cílového místa je většina MITE v rostlinných genomech rozdělena do dvou hlavních skupin: Turistické-jako MITE (odvozeno z PIF)[10] a Černý pasažér-jako MITE (odvozeno z Tc1/námořník).[11]Černý pasažér a Turistické prvky se významně liší ve svých sekvencích, ale bylo zjištěno, že mají významné strukturální podobnosti.

Černý pasažér prvky mají specifičnost cílového místa, mají malou velikost a konzervované koncové inverzní opakování. Tak je případ určen v Turistické jako MITE. Mohou vytvářet stabilní sekundární struktury DNA, které mohou být velmi užitečné při jejich identifikaci. Trochu Černý pasažér prvky také obsahují cis působící regulační domény.

V rostlinách byly popsány i další superrodiny MITE čepice-type roztoče v banánu[12] a noční stíny.[13]

Roztoči jako genetické markery

Založeno na přítomnosti nebo nepřítomnosti rodiny MITE Lamač srdcí (Hbr) v genomu kukuřice, a molekulární marker bylo vyvinuto. Tyto Hbr markery se ukázaly jako stabilní a rovnoměrně distribuované v genomu kukuřice. Studie Casa et al. ukázaly, že HBr markery lze použít spolu s dalšími molekulárními markery ke studiu genotypu příbuzných inbredních linií kukuřice[14]

Výpočetní pomoc

Software jako FINDMITE používá k identifikaci rodin MITE sekvenční záznamy některých průměrných bp. Volal program založený na MATLABu detectMITE dokáže detekovat roztoče v širokém měřítku genomu a byl testován na genomu rýže.[15] Pro podobné účely se také používají jiné jako MUST a MITE-Hunter. Pro charakterizaci rodin MITE byla vyvinuta sada nástrojů s názvem MITE Analysis Kit MAK od Yang a Hall.

Reference

  1. ^ Lu C, Chen J, Zhang Y, Hu Q, Su W, Kuang H (březen 2012). „Miniaturní transponovatelné prvky s obráceným opakováním (MITE) byly akumulovány prostřednictvím amplifikačních dávek a hrají důležitou roli v genové expresi a druhové rozmanitosti v Oryza sativa“. Molekulární biologie a evoluce. 29 (3): 1005–17. doi:10,1093 / molbev / msr282. PMC  3278479. PMID  22096216.
  2. ^ Shirasawa K, Hirakawa H, Tabata S, Hasegawa M, Kiyoshima H, Suzuki S, Sasamoto S, Watanabe A, Fujishiro T, Isobe S (květen 2012). "Charakterizace aktivních miniaturních invertně opakovaných transponovatelných prvků v arašídovém genomu". ŠTÍTEK. Teoretická a aplikovaná genetika. Theoretische und Angewandte Genetik. 124 (8): 1429–38. doi:10.1007 / s00122-012-1798-6. PMC  3336055. PMID  22294450.
  3. ^ Siguier P, Filée J, Chandler M (říjen 2006). "Inzerční sekvence v prokaryotických genomech". Současný názor v mikrobiologii. 9 (5): 526–31. doi:10.1016 / j.mib.2006.08.005. PMID  16935554.
  4. ^ Bardaji L, Añorga M, Jackson RW, Martínez-Bilbao A, Yanguas-Casás N, Murillo J (2011). „Miniaturní transponovatelné sekvence jsou často mobilizovány v bakteriálním rostlinném patogenu Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola“. PLOS ONE. 6 (10): e25773. Bibcode:2011PLoSO ... 625773B. doi:10.1371 / journal.pone.0025773. PMC  3189936. PMID  22016774.
  5. ^ Zhang, Q .; Arbuckle, J .; Wessler, S. R. (2000). „Nedávné, rozsáhlé a přednostní vkládání členů miniaturní rodiny Heartbreaker s převrácenými opakovanými transponovatelnými prvky do genových oblastí kukuřice“. Sborník Národní akademie věd. 97 (3): 1160–1165. Bibcode:2000PNAS ... 97.1160Z. doi:10.1073 / pnas.97.3.1160. PMC  15555. PMID  10655501.
  6. ^ Feschotte C, Jiang N, Wessler SR (Květen 2002). "Rostlinné transponovatelné prvky: kde se genetika setkává s genomikou". Recenze přírody. Genetika. 3 (5): 329–41. doi:10.1038 / nrg793. PMID  11988759.
  7. ^ Feschotte C, Zhang X, Wessler SR (2002). "Miniaturní převrácené opakovatelné prvky (MITE) a jejich vztah k zavedeným DNA transpozonům". In Craig N, Craigie R, Gellert M, Lambowitz A (eds.). Mobilní DNA II (2. vyd.). Washington, DC: Americká mikrobiologická společnost. str. 1147–1158. ISBN  978-1-55581-209-6.
  8. ^ Wang S, Zhang L, Meyer E, Matz MV (květen 2010). "Charakterizace skupiny roztočů s neobvyklými rysy dvou korálových genomů". PLOS ONE. 5 (5): e10700. Bibcode:2010PLoSO ... 510700W. doi:10.1371 / journal.pone.0010700. PMC  2872659. PMID  20502527.
  9. ^ Feschotte C, Pritham EJ (2007). "DNA transpozony a vývoj eukaryotických genomů". Výroční přehled genetiky. 41: 331–68. doi:10.1146 / annurev.genet.40.110405.090448. PMC  2167627. PMID  18076328.
  10. ^ Zhang X, Jiang N, Feschotte C, Wessler SR (únor 2004). „Transponovatelné prvky podobné PIF a Pongům: distribuce, evoluce a vztah s turistickými miniaturními převrácenými prvky s opakovaným opakováním“. Genetika. 166 (2): 971–86. doi:10.1534 / genetika.166.2.971. PMC  1470744. PMID  15020481.
  11. ^ Bureau TE, Wessler SR (červen 1994). „Stowaway: nová rodina invertovaných opakujících se prvků spojených s geny jednoděložných i dvouděložných rostlin“. Rostlinná buňka. 6 (6): 907–16. doi:10.2307/3869968. JSTOR  3869968. PMC  160488. PMID  8061524.
  12. ^ Menzel G, Heitkam T, Seibt KM, Nouroz F, Müller-Stoermer M, Heslop-Harrison JS, Schmidt T (prosinec 2014). "Diverzifikace a aktivita transpozonů hAT v genomech Musa". Chromozomový výzkum. 22 (4): 559–71. doi:10.1007 / s10577-014-9445-5. PMID  25377178.
  13. ^ Kuang H, Padmanabhan C, Li F, Kamei A, Bhaskar PB, Ouyang S, Jiang J, Buell CR, Baker B (leden 2009). „Identifikace miniaturních transponovatelných prvků s obráceným opakováním (MITE) a biogeneze jejich siRNA v Solanaceae: nové funkční důsledky pro MITE“. Výzkum genomu. 19 (1): 42–56. doi:10.1101 / gr.078196.108. PMC  2612961. PMID  19037014.
  14. ^ Casa AM, Mitchell SE, Smith OS, Register JC, Wessler SR, Kresovich S (leden 2002). „Hodnocení markerů Hbr (MITE) pro hodnocení genetických vztahů mezi inbredními liniemi kukuřice (Zea mays L.)“. ŠTÍTEK. Teoretická a aplikovaná genetika. Theoretische und Angewandte Genetik. 104 (1): 104–10. doi:10.1007 / s001220200012. PMID  12579434.
  15. ^ Ye C, Ji G, Liang C (leden 2016). „detectMITE: Nový přístup k detekci miniaturních invertovaných opakovatelných transponovatelných prvků v genomech“. Vědecké zprávy. 6 (1): 19688. Bibcode:2016NatSR ... 619688Y. doi:10.1038 / srep19688. PMC  4726161. PMID  26795595.