Tn10
Tn 10 es un elemento transponible , que es una secuencia de ADN que es capaz de mediar su propio movimiento de una posición en el ADN del organismo huésped a otra. Hay varios mecanismos de transposición diferentes en la naturaleza, pero Tn 10 utiliza el mecanismo no replicativo de cortar y pegar. [1] La proteína transposasa reconoce los extremos del elemento y lo corta del locus original . El complejo proteína-ADN luego se difunde lejos del sitio donante hasta que colisiones aleatorias lo ponen en contacto con un nuevo sitio objetivo, donde se integra. Para lograr esta reacción, la proteína transposasa de 50 kDa debe romper cuatro cadenas de ADN para liberar el transposón del sitio donante y realizar dos reacciones de intercambio de cadenas para integrar el elemento en el sitio objetivo. Esto deja dos cadenas sin unir en el sitio objetivo, pero las proteínas de reparación del ADN del huésped se encargan de esto. La selección del sitio objetivo es esencialmente aleatoria, pero hay una preferencia por la secuencia 5'-GCTNAGC-3'. Los 6-9 pares de bases que flanquean la secuencia también influyen en la selección del sitio de inserción. [2]
La transposición de cortar y pegar no causa un aumento en el número de transposones per se: hay una copia al principio y una copia al final. Si este fuera el final del asunto, el transposón perecería por deriva genética y la pérdida de copias debido al fracaso ocasional en lograr una integración exitosa en el sitio objetivo. Sin embargo, el transposón tiene un mecanismo para favorecer la transposición inmediatamente después de que pasa una horquilla de replicación, dejando una copia hemimetilada de Tn 10 en cada cromosoma hermano . Dado que la transposición se favorece cuando Tn 10 está hemimetilado, el transposón en un cromosoma hermano puede saltar a algún lugar del otro cromosoma para que dos copias del transposón terminen en un cromosoma. [3]
Tn 10 tiene una estructura compuesta y está formada por un par de elementos de secuencia de inserción (IS 10 ) que flanquean cinco genes. Solo uno de los elementos IS 10 codifica una transposasa funcional. [4] Dado que los extremos del elemento IS 10 contienen los sitios de reconocimiento de la transposasa, Tn 10 tiene un total de cuatro de estos sitios. Si la transposasa se une a los dos sitios de reconocimiento que flanquean un elemento IS 10 , el elemento IS 10 experimenta una transposición independientemente de la estructura compuesta más grande. Si la transposasa se une a los dos sitios de reconocimiento más externos, toda la estructura compuesta Tn 10 experimenta una transposición.
Dos de los cinco genes codificados por la porción central de Tn 10 , tetA y tetR , confieren resistencia al antibiótico tetraciclina . Esta actividad de tetR forma la base del ensamblaje TetOFF, un constructo ampliamente utilizado en estudios de genes sintéticos. La proteína TetA es una bomba de eflujo . Ha servido como un sistema modelo para tales proteínas y ha acumulado cientos de publicaciones indexadas en PubMed. Las funciones de los otros tres genes, jemA , jemB y jemC , son desconocidas pero pueden estar implicadas en la resistencia a metales pesados o el estrés oxidativo . [5]
La transposasa Tn 10 /IS 10 está estrechamente relacionada con otro transposón compuesto, Tn 5 /IS 50 , que alberga un gen para la resistencia a la kanamicina en la región central única (es decir, no repetida) del transposón.
El transposón Tn 10 se utiliza a menudo en genética para transferir y seleccionar genes de interés de un organismo al cromosoma de otro.
El mecanismo de transposición de Tn 10 ha servido como sistema modelo y arquetipo de los mecanismos de cortar y pegar. Sin embargo, es difícil trabajar con la transposasa in vitro y la transposasa Tn5 fue la primera en cristalizarse . Tn 10 fue uno de los grandes caballos de batalla de la genética bacteriana durante muchos años, durante los cuales sirvió como una herramienta útil. Un kit comercial para la transposición de Tn 5 está disponible comercialmente y se usa ampliamente en tecnologías posgenómicas.
Hay dos revisiones exhaustivas de la biología de Tn 10 disponibles como capítulos en el libro Mobile DNA y Mobile DNA II. [6] [7]
Referencias
- ^ Bender J, Kleckner N (junio de 1986). "Evidencia genética de que Tn 10 se transpone mediante un mecanismo no replicativo". Cell . 45 (6): 801–15. doi :10.1016/0092-8674(86)90555-6. PMID 3011280. S2CID 43227252.
- ^ Bender J, Kleckner N (septiembre de 1992). "La especificidad de la inserción de Tn10 depende en gran medida de las secuencias inmediatamente adyacentes a la secuencia de consenso del sitio diana". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 89 (17): 7996–8000. doi : 10.1073/pnas.89.17.7996 . PMC 49842 . PMID 1325639.
- ^ Roberts D, Hoopes BC, McClure WR, Kleckner N (noviembre de 1985). "La transposición de IS 10 está regulada por la metilación de la adenina del ADN". Cell . 43 (1): 117–30. doi :10.1016/0092-8674(85)90017-0. PMID 3000598. S2CID 31933078.
- ^ Foster TJ, Davis MA, Roberts DE, Takeshita K, Kleckner N (enero de 1981). "Organización genética del transposón Tn 10 ". Cell . 23 (1): 201–13. doi :10.1016/0092-8674(81)90285-3. PMID 6260375. S2CID 35704714.
- ^ Chalmers R, Sewitz S, Lipkow K, Crellin P (2000) Secuencia de nucleótidos completa de Tn 10 " J Bacteriol 182: 2970-2972
- ^ Kleckner N (1989) Transposón Tn 10. En: Berg DE, Howe MM, editores. ADN móvil. Washington, DC: Sociedad Americana de Microbiología. págs. 227-268.
- ^ Haniford DB (2002) Transposón Tn 10. En: Craig NL, Craigie R, Gellert M, Lambowitz AM, editores. ADN móvil II. Washington, DC: Sociedad Americana de Microbiología. págs. 457-483.
