Mitä ovat transposonit?

Transposonit, joita kutsutaan myös transposoitaviksi elementeiksi (TE) tai “hyppygeeneiksi”, ovat geneettisiä malleja, jotka siirtyvät genomin sijoittelusta toiseen. TE:itä löytyy yleisesti elävien organismien, mukaan lukien ihmiset ja kasvit, deoksiribonukleiinihapposekvensseistä (DNA). Transposonien muuttuva sijainti geneettisessä rakenteessa voi joskus aiheuttaa mutaatioita tai näkyviä virheitä.

Alun perin Barbara McClintock ja Marcus Rhoades löysivät siirrettävät elementit 1930-luvun alussa. Ennen tätä löytöä tutkijat uskoivat, että DNA oli vakaa ja muuttumaton. Transposonien tutkimus paransi suuresti ymmärrystä siitä, kuinka geneettiset tekijät voivat vaikuttaa organismiin. Vaikka näitä uraauurtavia tutkimuksia ei heti hyväksytty, McClintockin työ ansaitsi hänelle Nobel-palkinnon vuonna 1983.

Transposoneja on kaksi yleistä lajiketta. Luokan II transposonit koostuvat DNA:sta, joka siirtyy geneettisestä paikasta toiseen suoraan, samalla tavalla kuin “kopioi ja liitä” kirjaimia yhdeltä lauseen alueelta eri paikkaan. Vaihtoehtoisesti luokan I transposoneilla on ylimääräinen vaihe kopiointiprosessissa, joka kopioi DNA-kuvion ribonukleiinihappoon (RNA) ja muuntaa sen sitten takaisin DNA:ksi toisessa paikassa. Luokan I transposonia kutsutaan joskus “retrotransposoniksi”, mikä tarkoittaa, että jokainen geneettisen tiedon segmentti on dekoodattava RNA:sta ennen kuin se voidaan lisätä uuteen paikkaan.

Tiedemiehet eivät täysin ymmärrä transponoitavien elementtien hyötyä tai tarkoitusta vuoden 2012 alussa. Itse asiassa monet asiantuntijat kutsuvat niitä “roska-DNA:ksi”, koska ne eivät näytä parantavan isäntäorganismin laatua. Jotkut tutkijat teoretisoivat, että siirrettävien elementtien aiheuttama monimuotoisuus on tärkeä luonnonvalinnan kannalta; ei kuitenkaan ole todisteita siitä, että tämä olisi totta.

Vaikka hyötyjen tutkimus jatkuu, TE:iden aiheuttamat fyysiset muutokset on helppo havaita. Esimerkiksi siirrettävien elementtien aiheuttamat geneettiset mutaatiot voidaan nähdä “intialaisessa” maississa. Jokainen transposoni luo epävärisen ytimen. Tummat ja vaaleat mutatoidut ytimet antavat tähkälle mosaiikkimaisen ulkonäön. Nämä transposonigeenikuviot eivät vahingoita kasvia, mutta antavat sille värjäytyneen ulkonäön.

Jotkut tutkijat toivovat voivansa käyttää siirrettäviä elementtejä muuttaakseen geneettisiä rakenteita positiivisella tavalla. Hallitsemalla jokaista transposonia tiedemiehet voivat pystyä estämään ei-toivottujen mutaatioiden esiintymisen. Kyky vaikuttaa mutaatioihin geneettisellä tasolla voi johtaa suuriin läpimurtoihin sairauksien hoidossa ja ehkäisyssä.