Các loại TE Gen nhảy

Sau khi công trình của McClintock được công nhận trên toàn thế giới, một bước tiến vĩ đại trong di truyền học cũng như sinh học phân tử đã diễn ra. Các nhà khoa học biết thêm nhiều loại TE (nhân tố di động) khác nhau và có các cách phân loại khác nhau. Một trong những cách phân loại phổ biến là chia thành 2 lớp:

  • Lớp I (Class I TE) hoặc retrotransposon thường hoạt động thông qua phiên mã ngược rồi mới chèn (còn gọi là copy & paste). Tên gọi retrotransposon này đã được dịch là nhân tố chuyển vị ngược.
  • Lớp II (Class II TE) hoặc transposon ADN mã hóa transposase (enzym trans-pô-za-za) và một số loại prôtêin khác, cần hoạt động cắt và chèn (còn gọi là cut & paste). Hệ thống Ac / Ds mà McClintock phát hiện thuộc lớp này. Tên gọi transposon DNA này đã được dịch là nhân tố chuyển vị ADN.

TE lớp I

Đây là nhóm các TE cần sao ngược (ARN phiên thành ADN) để chuyển vị, tên gốc tiếng Anh là retrotransposon (phát âm Quốc tế: /retrōtransˈpōˌzän/), dịch sang tiếng Việt là nhân tố chuyển vị ngược.

Sự chuyển vị ngược (retrotransposition) cần enzym sao ngược, qua đó tạo ra bản sao của phần tử chuyển vị ở vị trí mới, còn phần tử ban đầu (gọi là phân tử cho) vẫn giữ nguyên cấu trúc, không biến đổi. Do vậy, chuyển vị ngược tạo nên ít đứt đoạn cũng như ít tái cấu trúc của bộ gen tế bào. Ở người và nhiều động vật, các biến đổi của bộ gen do chuyển vị ngược dẫn đến bất hoạt hoặc hoạt hoá gen tương ứng tiềm ẩn nguy cơ gây ung thư. Ở vi khuẩn, quá trình này góp phần tích cực trong tiến hoá của chúng, vì đã được xác định là tạo ra gen chống thuốc kháng sinh.[19]

Xem chi tiết hơn về lớp này ở trang Nhân tố chuyển vị ngược.

Hình 4: I = Gen nhảy (транспозони) - có cái kéo.
II=Chuyển vị ngược (ретротранспозония)-có sao ngược.

TE lớp II

Đây là nhóm các TE transposon trước hết phải bị cắt, sau đó kết nối (gắn) vào vị trí khác gọi là vị trí đích (target site) trên ADN khác (gọi là ADN mục tiêu) theo kiểu chèn vào giữa ADN này. Do đó, quá trình này cần enzym chuyển vị transposase. Quá trình này mà xảy ra ở vi khuẩn, thì khác hẳn con đường RecBCD, là con đường luôn cần RecA: xem chi tiết ở trang RecBCD.

Phát hiện của Barbara McClintock ở ngô đã cho thấy NST số 9 bị đứt ở cánh ngắn tại điểm xác định, rồi chuyển vị sang nơi khác là thuộc nhóm này. Chính hoạt động của nhóm này - như đã nghiên cứu gần suốt 30 năm qua - mang lại những hiểu biết quan trọng trong tái tổ hợp gen mới là gen nhảy thực sự.[20]

Hình 4 minh hoạ tóm tắt những nét chính trong hoạt động của 2 lớp này (hình lấy từ gốc của Siomi MC, Sato K, Pezic D, Aravin A)[21] được dịch từ tiếng Ucraina.

- Hình 4.I (phía trên) là транспозония (chuyển vị) có cái kéo tượng trưng cho enzym trans-pô-za-za.

- Hình 4.II (phía dưới) là ретротранспозония (chuyển vị ngược) có sao ngược ARN thành ADN, rồi ADN này mới chèn vào vị trí khác.

* * * *

Tóm lại: Gen nhảy (jumping gene) là gen bị cắt rồi chuyển vị sang nơi khác trong bộ gen (transposon), hoặc là gen mà bản sao ngược của nó chuyển vị (retrotransposon) còn nó vẫn không đổi.

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Gen nhảy http://www.sas.rochester.edu/bio/labs/thelab/Mainp... http://www.pnas.org/content/109/50/20198 http://voer.edu.vn/m/su-chuyen-vi/7a020988 https://www.britannica.com/science/transposon https://www.cell.com/trends/genetics/fulltext/S016... https://www.dictionary.com/browse/transposon https://www.medicinenet.com/script/main/art.asp?ar... https://www.nature.com/scitable/topicpage/transpos... https://www.nature.com/scitable/topicpage/transpos... https://www.nature.com/subjects/mobile-elements