Polinton - Polinton

Polintons (také zvaný Mavericks) jsou velké DNA transpozice které obsahují geny s homologie na virový bílkoviny a které se často nacházejí v eukaryotický genomy. Poprvé byly objeveny v polovině 2000 a jsou to největší a nejsložitější známé transpozony DNA. Polintony kódují až 10 jednotlivých proteinů a odvozují svůj název od dvou klíčových proteinů, a DNA polymerase a podobné retrovirům intuvolnění.[1][2][3][4][5]

Vlastnosti

Typický polinton je kolem 15–20 kilobázové páry co do velikosti, i když příklady byly popsány až do 40 kB.[6] Polintony kódují až 10 proteinů, přičemž klíčovými prvky jsou proteinem aktivovaná DNA polymeráza typu B. a retrovir -jako integráza od kterého odvozují své jméno. Polintony jsou někdy označovány jako „samosyntetizující“ transpozony, protože kódují proteiny nezbytné k jejich replikaci.[5] Většina polintonů také kóduje adenovir -jako cysteinová proteáza, an FtsK -jako ATPáza a proteiny s homologie do skládací želé struktura virová kapsida bílkoviny. Přítomnost domnělých kapsidových proteinů podnítila návrhy, které by poltony mohly tvořit viriony za určitých podmínek; toto však nebylo experimentálně prokázáno.[3][5][7]

Polintonové sekvence obsahují koncové obrácené opakování charakteristika transponovatelných prvků, obvykle řádově 100-1000 párů bází.[3] Také mají sekvenci duplikace cílového místa 6 bp na místě inzerce.[6]

Rozdělení

Polintony byly detekovány ve všech skupinách eukaryotů jiných než Archaeplastida (obsahující červené řasy, zelené řasy, glaukofyty, a suchozemské rostliny ). Jsou zvláště běžné v unikonts, skupina zahrnující zvířata.[3] The patogenní parazit Trichomonas vaginalis, Který způsobuje trichomoniáza, má jedinečný genom složený až z 30% polintonů.[2]

Vývoj

Genetická síť spojující různé typy virů Bamfordvirae a sobecké genetické prvky, představovaná označenými kruhy. Vazby mezi kruhy jsou barevně kódovány genem, jehož sekvenční homologie vytváří spojení.[8]

Časné popisy polintonů je identifikovaly jako pravděpodobně starodávné, staré nejméně miliardu let a pravděpodobně spojené s časným předkem moderních eukaryot.[1] Fylogenetické analýzy známých polintonových sekvencí tento model předků podporují a naznačují, že přenos polintonů je převážně vertikální[6] (ačkoli horizontální přenos genů bylo hlášeno polintonové[9]).

Evoluční vztahy mezi polintony, dvouvláknové DNA viry, a sobecké genetické prvky jsou složité. První popisy polintonů je spojovaly sekvenčním vztahem k lineární plazmidy, bakteriofágy, a adenoviry.[1] V poslední době byly identifikovány vztahy mezi polintony, virofágy, a obří viry. Stále častěji se předpokládá, že Polinton tvoří jednu složku komplexní genetické sítě spojující sobecké genetické prvky v eukaryotických genomech s dvouvláknovými DNA viry. Prostřednictvím homologie v alespoň jednom a obvykle několika genech jsou polintony evolučně spojeny lineární plazmidy, virofágy (zvláště Virový virofág, rodina Lavidaviridae ), obří viry (Megavirales ), Transpozony zázvoru 1, Transpozony Tlr1, transpovirony eukaryotické viry Adenoviridae rodina a bakteriofágy z Tectiviridae rodina.[3][5][8]

The Maveriviricetes Třída virů je pojmenována po jejich podobnosti s Maverick / Polintonovými transpozony. Všechny uvedené viry jsou sjednoceny pod Bamfordvirae pro jejich dvojitý želé-roll kapsid.[10] Byly také identifikovány některé polintonské viry (PLV) jiné než Tlr1, které ještě nebyly zařazeny do taxonu (pravděpodobně pod Maveriviricetes).[3]

Objev a nomenklatura

Obrovské transponovatelné prvky byly původně objeveny v polovině 2000, počínaje popisem nové rodiny retrovir -jako integráza bílkoviny[11] které byly poté spojeny s transponovatelnými prvky s daným názvem Mavericks.[2][12] Mezitím byla pod názvem popsána překrývající se třída transponovatelného prvku polintony, odvozené od klíčových proteinů polymerase a integrase, podle Vladimir Kapitonov a Jerzy Jurka.[1] Oba pojmy se nadále běžně používají.[3][6]

Vzhledem k jejich virovým kapsidovým proteinům a schopnostem autoreplikace bylo navrženo, aby se polintony mohly tvořit viriony a bude správně pojmenován polintoviry.[7] Tato terminologie však dosud není přijata a čeká na experimentální ověření virionové hypotézy.[3][4]

Reference

  1. ^ A b C d Kapitonov, V. V .; Jurka, J. (14. března 2006). „Samosyntetizující DNA transpozony v eukaryotech“. Sborník Národní akademie věd. 103 (12): 4540–4545. doi:10.1073 / pnas.0600833103. PMC  1450207. PMID  16537396.
  2. ^ A b C Pritham, Ellen J .; Putliwala, Tasneem; Feschotte, Cédric (duben 2007). „Mavericks, nová třída obřích transponovatelných prvků rozšířená v eukaryotech a související s DNA viry“. Gen. 390 (1–2): 3–17. doi:10.1016 / j.gene.2006.08.008. PMID  17034960.
  3. ^ A b C d E F G h Krupovic, Mart; Koonin, Eugene V. (22. prosince 2014). „Polintons: ohnisko eukaryotického viru, evoluce transpozonu a plazmidu“. Příroda Recenze Mikrobiologie. 13 (2): 105–115. doi:10.1038 / nrmicro3389. PMC  5898198. PMID  25534808.
  4. ^ A b Yutin, Natalya; Ševčenko, Sofija; Kapitonov, Vladimir; Krupovic, Mart; Koonin, Eugene V. (11. listopadu 2015). „Nová skupina rozmanitých polintonských virů objevená analýzou metagenomu“. Biologie BMC. 13 (1). doi:10.1186 / s12915-015-0207-4. PMC  4642659. PMID  26560305.
  5. ^ A b C d Krupovic, Mart; Koonin, Eugene V (červen 2016). „Samosyntetizující transpozony: neočekávaní klíčoví hráči ve vývoji virů a obranných systémů“. Současný názor v mikrobiologii. 31: 25–33. doi:10.1016 / j.mib.2016.01.006. PMC  4899294. PMID  26836982.
  6. ^ A b C d Haapa-Paananen, Saija; Wahlberg, Niklas; Savilahti, Harri (září 2014). „Fylogenetická analýza obrovských transpozonů Maverick / Polinton napříč organismy“. Molekulární fylogenetika a evoluce. 78: 271–274. doi:10.1016 / j.ympev.2014.05.024. PMID  24882428.
  7. ^ A b Krupovic, Mart; Bamford, Dennis H; Koonin, Eugene V (2014). „Zachování hlavních a vedlejších rosolovitých kapsidových proteinů v Polintonových (Maverickových) transpozonech naznačuje, že se jedná o bona fide viry“. Biology Direct. 9 (1): 6. doi:10.1186/1745-6150-9-6. PMC  4028283. PMID  24773695.
  8. ^ A b Yutin, Natalya; Raoult, Didier; Koonin, Eugene V (2013). „Virofágy, polintony a transpovirony: komplexní evoluční síť rozmanitých sobeckých genetických prvků s různými reprodukčními strategiemi“. Virology Journal. 10 (1): 158. doi:10.1186 / 1743-422X-10-158. PMC  3671162. PMID  23701946.
  9. ^ Dupuy, C .; Periquet, G .; Serbielle, C .; Bézier, A .; Louis, F .; Drezen, JM (31. března 2011). "Přenos chromozomálního Mavericku na endogenní bracovirus v parazitoidní vosě". Genetica. 139 (4): 489–496. doi:10.1007 / s10709-011-9569-x.
  10. ^ Koonin EV, Dolja VV, Krupovic M, Varsani A, Wolf YI, Yutin N, Zerbini M, Kuhn JH (říjen 2019). „Vytvořte megataxonomický rámec, který naplní všechny hlavní taxonomické řady, pro DNA viry kódující hlavní kapsidové proteiny vertikálního želé typu roll“. Návrh ICTV (Taxoprop): 2019.003G. doi:10,13140 / RG.2.2.14886.47684.
  11. ^ Gao, X; Voytas, D (březen 2005). "Eukaryotická genová rodina související s retroelementovými integrázami". Trendy v genetice. 21 (3): 133–137. doi:10.1016 / j.tig.2005.01.006. PMID  15734571.
  12. ^ Feschotte, C; Pritham, E (říjen 2005). „Non-savčí c-integrázy jsou kódovány obřími transponovatelnými prvky“. Trendy v genetice. 21 (10): 551–552. doi:10.1016 / j.tig.2005.07.007. PMID  16084623.