Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

Helitrony, transpozony stěhující geny

 |  17. 7. 2014
 |  Vesmír 93, 395, 2014/7

Helitrony (viz také Vesmír 93, 408, 2014/7) jsou DNA transpozony, které se šíří v genomech mechanismem podobným, jakým se replikují plazmidy a některé viry. Detaily jejich putování genomy však nejsou zatím zcela pochopeny. Byly objeveny teprve v roce 2001, avšak jejich přítomnost u širokého spektra druhů, jako je kukuřice, rýže, huseníček Thalův (Arabidopsis thaliana), octomilka (Drosophila melanogaster) nebo háďátko (Caenorhabditis elegans), naznačily, že půjde o elementy běžné u eukaryot, což se postupně potvrdilo. Objevitelé helitronů – Vladimír V. Kapitonov a Jerzy Jurka – se mimo jiné domnívají, že helitrony mohou být chybějícím evolučním článkem spojujícím prokaryotické elementy, využívající mechanismus otáčivé kružnice, a geminiviry. Struktura helitronů je jednoduchá, jsou dlouhé několik tisíc nukleotidů a obsahují zpravidla pouze gen s názvem RepHel, který kóduje vše potřebné pro jejich replikaci (funkci iniciace replikace, helikázy, endonukleázy, proteinázy). Někdy obsahují helitrony ještě další geny, např. gen RPA (replikační protein A), jehož produkt se váže na jednořetězcovou DNA. Na 3‘ konci helitronů se nachází krátký konzervativní úsek DNA, jenž tvoří vlásenku (mikrohelix).

Pozoruhodným rysem helitronů je skutečnost, že při své replikaci zachytávají i sousední oblasti DNA včetně genů, jejichž kousky se mohou spolu s helitrony přemístit do nového místa genomu. Helitrony tak při svém „skákání“ po genomu sbírají genové fragmenty. Možná podle „posbíraných genů“ dokážeme přesně vystopovat evoluční putování helitronů genomem. Transkripcí helitronů obsahujících zachycené genové fragmenty pak vznikají chimérické transkripty a zejména části genů, které kódují bílkoviny (exony), jsou takto „vystaveny“ a mohou se stát předmětem selekce. Podle některých autorů dokonce u celé čtvrtiny všech genů kukuřice byl alespoň nějaký jejich fragment zachycen helitrony. Transposony takto cestou přeskupování exonů (exon shuffling) mohou pomáhat tvorbě chimérických genů s novými funkcemi. Ukazuje se, že dnešní geny se vyvinuly z poměrně malého počtu genů a že počet základních modulů tvořících geny se možná pohyboval pouze ve stovkách. S těmito moduly pak evoluce pracovala jako se stavebnicí Lego – různě je duplikovala, přeskupovala a míchala z nich pestrobarevný genetický koktejl. Helitrony přitom byly užitečnými pomocníky.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Eduard Kejnovský

Doc. RNDr. Eduard Kejnovský, CSc., (*1966) vystudoval genetiku na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity. V Biofyzikálním ústavu AV ČR, v. v. i., se zabývá studiem evoluce pohlavních chromozomů a dynamikou genomů. Na Přírodovědecké fakultě MU a na Jihočeské univerzitě přednáší evoluční genomiku. Je autorem knih Horská rozjímání (Cesta, 2013; viz Vesmír 92, 585, 2013/10), Tajemství genů (Academia, 2015), Kouzlo krajiny a moudrost slova (Cesta, 2016) a Ve větru (Cesta, 2017).
Kejnovský Eduard

Doporučujeme

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka proplétající osudy tří velkých postav biologie.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné