Polintony

Polintony [1] ( angl.  Polintons, Mavericks [2] [3] ) jsou velké transpozony DNA obsahující geny homologní k virovým proteinům ; často se vyskytují v eukaryotických genomech . Tyto největší a nejsložitější transpozony DNA byly objeveny v polovině roku 2000. Jeden polynton může kódovat až 10 různých proteinů. Název těchto mobilních elementů je odvozen od dvou klíčových proteinů, které kódují: DNA polymeráza (POLymeráza) a integráza (INTegrase) retrovirového typu (název vymysleli Vladimir Kapitonov a Jerzy Yurek ) [4 ] [5] [2] [6] [7] .

Vlastnosti

Typický polytón má velikost 15-20 tisíc párů bází (kilobází, kb), ačkoli jsou známy polyntony o velikosti až 40 kb [3] . Polyntony kódují až 10 proteinů, z nichž nejdůležitější jsou DNA polymeráza typu B a integráza retrovirového typu. Polyntony jsou někdy označovány jako samosyntetizující transpozony, protože kódují všechny proteiny potřebné pro sebereplikaci . Většina polyntonů také kóduje cysteinovou proteázu adenovirového typu, ATPázu podobnou FtsK proteiny obsahující oblasti homologní s rosolovitým smotkem charakteristickým pro virové kapsidové proteiny . Přítomnost domnělých kapsidových proteinů naznačuje, že teoreticky mohou polyntony za určitých podmínek vytvářet viriony , v souvislosti s nimiž bylo navrženo přejmenovat polyntony na polyntoviry . Vznik virionů polyntony však zatím nebyl experimentálně potvrzen, takže druhý termín se zatím nepoužívá. Polyntony obsahují koncové invertované repetice vlastní transponovatelným prvkům, které mají obvykle velikost od 100 do 1000 párů bází [2] [7] [8] .

Distribuce

Polyntony byly identifikovány ve všech skupinách eukaryot, s výjimkou archeplastidů (tj. červených řas , glaukofytů , zelených řas a suchozemských rostlin ). Polyntones jsou obzvláště charakteristické pro unikonts  , skupina eukaryot, která zahrnuje zvířata [2] . Genom parazitického prvoka Trichomonas vaginalis způsobujícího trichomoniázu tvoří téměř 30 % polyntonů [5] .

Evoluce

Podle časných popisů se polyntony zdají být prastaré mobilní prvky, které se objevily nejméně před miliardou let a byly přítomny již u raného předka moderních eukaryot [4] . Tuto hypotézu potvrzuje i fylogenetická analýza polyntonových sekvencí, která rovněž ukázala, že polyntony jsou přenášeny převážně vertikálně [3] (i když existují i ​​údaje o horizontálním přenosu polyntonů [10] ).

Evoluční vztahy mezi polyntony, viry dvouřetězcové DNA (dsDNA) a sobeckými genetickými prvky jsou složité. První studie založené na studiu sekvencí připisovaly lineární plazmidy , bakteriofágy a adenoviry příbuzným polyntonu [4] . Později se ukázala evoluční blízkost polyntonů, virofágů a obřích virů . Polyntony jsou považovány za součásti komplexní genetické sítě spojující sobecké mobilní prvky eukaryotických genomů s viry, jejichž genomy jsou reprezentovány dsDNA. Polyntoni sdílejí jeden nebo více homologních genů s lineárními plasmidy, virofágy (zejména virofágový Mavirus ), obřími viry ( řád Megavirales ), transpozony Ginger 1 a Tlr1, transpovirony , eukaryotickými adenoviry a bakteriofágy z čeledi Tectiviridae [2] [7] [9] .

Poznámky

  1. Usov K. E., Kokhanenko A. A., Stegniy V. N.  Srovnávací analýza složení DNA pericentromerního heterochromatinu chromozomů Drosophila orena a Drosophila virilis (Diptera: Drosophilidae)  // Bulletin Tomské státní univerzity. univerzita - 2013. - T. 24, č. 4 . - S. 117-123 .
  2. 1 2 3 4 5 Krupovic M. , Koonin EV Polintons: ohnisko eukaryotického viru, evoluce transpozonu a plazmidů.  (anglicky)  // Recenze přírody. mikrobiologie. - 2015. - Sv. 13, č. 2 . - S. 105-115. - doi : 10.1038/nrmicro3389 . — PMID 25534808 .
  3. 1 2 3 Haapa-Paananen S. , Wahlberg N. , Savilahti H. Fylogenetická analýza obřích transposonů Maverick/Polinton napříč organismy.  (anglicky)  // Molekulární fylogenetika a evoluce. - 2014. - Sv. 78. - S. 271-274. - doi : 10.1016/j.ympev.2014.05.024 . — PMID 24882428 .
  4. 1 2 3 Kapitonov VV , Jurka J. Samosyntetizující se transpozony DNA u eukaryot.  (anglicky)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2006. - Sv. 103, č.p. 12 . - S. 4540-4545. - doi : 10.1073/pnas.0600833103 . — PMID 16537396 .
  5. 1 2 Pritham EJ , Putliwala T. , Feschotte C. Mavericks, nová třída obřích transponovatelných prvků rozšířených u eukaryot a příbuzných DNA virům.  (anglicky)  // Gene. - 2007. - Sv. 390, č.p. 1-2 . - S. 3-17. - doi : 10.1016/j.gene.2006.08.008 . — PMID 17034960 .
  6. Yutin N. , Shevchenko S. , Kapitonov V. , Krupovic M. , Koonin EV Nová skupina různých virů podobných Polintonovi objevená analýzou metagenomu.  (anglicky)  // BMC biology. - 2015. - Sv. 13. - S. 95. - doi : 10.1186/s12915-015-0207-4 . — PMID 26560305 .
  7. 1 2 3 Krupovic M. , Koonin EV Samosyntetizující se transpozony: neočekávaní klíčoví hráči ve vývoji virů a obranných systémů.  (anglicky)  // Současný názor v mikrobiologii. - 2016. - Sv. 31. - S. 25-33. - doi : 10.1016/j.mib.2016.01.006 . — PMID 26836982 .
  8. Krupovic M. , Bamford DH , Koonin EV Konzervace hlavních a minoritních kapsidových proteinů želé-roll v Polintonových (Maverick) transposonech naznačuje, že jde o viry v dobré víře.  (anglicky)  // Přímá biologie. - 2014. - Sv. 9. - S. 6. - doi : 10.1186/1745-6150-9-6 . — PMID 24773695 .
  9. 1 2 Yutin N. , Raoult D. , Koonin EV Virofágové, polintoni a transpovironi: komplexní evoluční síť různých sobeckých genetických prvků s různými reprodukčními strategiemi.  (anglicky)  // Virology journal. - 2013. - Sv. 10. - S. 158. - doi : 10.1186/1743-422X-10-158 . — PMID 23701946 .
  10. Dupuy C. , Periquet G. , Serbielle C. , Bézier A. , ​​Louis F. , Drezen JM Přenos chromozomálního Mavericka na endogenní brakovirus u parazitoidní vosy.  (anglicky)  // Genetica. - 2011. - Sv. 139, č.p. 4 . - S. 489-496. - doi : 10.1007/s10709-011-9569-x . — PMID 21451967 .