Войти
Мобильные генетические элементы (MGE ) - это тип генетического материала, который может перемещаться внутри генома или передаваться от одного вида или репликона к другому. МГЭ присутствуют во всех организмах. Считается, что у человека примерно 50% генома составляют MGE. МГЭ играют особую роль в эволюции. События дупликации генов также могут происходить через механизм MGE. MGE также могут вызывать мутации в областях, кодирующих белок, что изменяет функции белка. Они также могут перестраивать гены в геноме хозяина. Одним из примеров MGE в эволюционном контексте является то, что факторы вирулентности и гены устойчивости к антибиотикам MGE могут транспортироваться, чтобы делиться ими с соседними бактериями. Вновь приобретенные гены с помощью этого механизма могут улучшить физическую форму за счет получения новых или дополнительных функций. С другой стороны, MGE также могут снижать приспособленность, вводя вызывающие болезнь аллели или мутации.
Мобильные генетические элементы в клетке (слева) и способы их получения (справа) Системы CRISPR-Cas у бактерий и архей представляют собой адаптивные иммунные системы для защиты от смертельных последствий от МГЭ. Используя сравнительный геномный и филогенетический анализ, исследователи обнаружили, что варианты CRISPR-Cas связаны с различными типами MGE, такими как мобильные элементы. Кроме того, CRISPR-Cas контролирует мобильные элементы для их размножения.
MGE, такие как плазмиды, посредством горизонтальной передачи обычно полезны для организма. Возможность передачи плазмид (совместного использования) важна с эволюционной точки зрения. Таззиман и Бонхёффер обнаружили, что фиксация (получение) перенесенных плазмид в новом организме так же важна, как и возможность их переноса. Полезные редкие и переносимые плазмиды имеют более высокую вероятность фиксации, тогда как вредные переносимые генетические элементы имеют более низкую вероятность фиксации, чтобы избежать летального исхода для организмов-хозяев.
Один тип MGE, а именно интегративные конъюгативные элементы (ICE), являются центральными для горизонтального переноса генов, формирующего геномы прокариот, что позволяет быстро приобретать новые адаптивные черты.
В качестве репрезентативного примера ICEs ICEBs1 хорошо охарактеризован своей ролью в глобальном SOS-ответе на повреждение ДНК Bacillus subtilis, а также его потенциальной связью с радиационной устойчивостью и устойчивостью к высыханию спор Bacillus pumilus SAFR-032, выделенных из чистых помещений космического корабля..
Транспозиция мобильными элементами является мутагенной. Таким образом, организмы эволюционировали, чтобы подавлять события транспозиции, и неспособность подавить события вызывает рак в соматических клетках. Cecco et al. обнаружили, что в раннем возрасте транскрипция ретротранспозиционных элементов у мышей минимальна, но в пожилом возрасте уровень транскрипции увеличивается. Этот зависящий от возраста уровень экспрессии мобильных элементов снижается диетой с ограничением калорий.
Последствия мобильных генетических элементов могут изменять образцы транскрипции, что часто приводит к генетическим нарушениям, таким как иммунные нарушения, рак груди, рассеянный склероз и боковой амиотрофический склероз. У людей стресс может приводить к транзакционной активации MGE, таких как эндогенные ретровирусы, и эта активация была связана с нейродегенерацией.
Сумма всех мобильных генетических элементы в геноме могут быть обозначены как мобилом.
Барбара МакКлинток была удостоена 1983 Нобелевской премии по физиологии и медицине "за открытие мобильного генетические элементы »(мобильные элементы ).
Мобильные генетические элементы играют решающую роль в распространении факторов вирулентности, таких как экзотоксины и экзоферменты, среди бактерий. Стратегии борьбы были предложены определенные бактериальные инфекции, нацеленные на эти специфические факторы вирулентности и мобильные генетические элементы.
