Läget för upptäckt av transposerbara element
Några av det viktiga sättet att upptäcka transposerbara element är följande:
Faktum är att de flesta gener upptar fasta ställen på kromosomerna, och den övergripande strukturen hos den genetiska kartan är praktiskt taget oförändrad. Men i början av 1940-talet har forskare funnit att vissa DNA-sekvenser (nämligen gener) faktiskt kan ändra sin position.
Image Courtesy: geneticamedicala.files.wordpress.com/2013/03/dna_transposons_classes.jpg
Dessa mobilelement har kallats "hoppande gener", "mobilelement", "kassetter", "insättningsföljder" och "transposoner". Det formella namnet för denna familj av mobila gener är transposerbara element, och deras rörelse kallas införlivande.
Termen transposon myntade av Hedges och Jacob 1974 för ett DNA-segment som kunde flytta från en DNA-molekyl (eller kromosom) till andra och bära resistens för antibiotikap Ampicilin. Transposerbara element kan definieras som små, mobila DNA-sekvenser som rör sig runt kromosomer utan hänsyn till homologi och införandet av dessa element kan producera deletioner, inversioner, kromosomala fusioner och ännu mer komplicerade omarrangemang.
Transposerbara element upptäcktes av Barbara McClintock (1965) genom en analys av genetisk instabilitet i majs (majs). Instabiliteten involverade kromosombrott och befanns föreligga vid platser där transposerbara element var placerade. I McClintocks analys detekterades händelserna av brott genom att följa förlusten av vissa genetiska markörer.
I vissa experiment använde McClintock en markör (gen) som styrde avsättningen av pigmentering i aleuronen som är det yttersta lagret av endosperm av majskärnor. Minns att endospermen är triploid, som produceras av fackföreningen av två moderkärnor och en faderkärna.
McClintocks markör var en allel av C-locus på den korta armen av kromosom 9. Eftersom denna allel, kallad C I, är en dominerande hämmare av aleuronfärgning, bör varje kärna som besitter den vara färglös. McClintock befruktade CC öron med pollen från C I C I tofsar, som producerar kärnor där endospermen var C I CC. Även om många av dessa kärnor var färglösa, visade vissa som fläckar av bruntlila pigment som förväntat. McClintock (1951) gissade att i sådana mosaik hade den hämmande CI-allelen gått vilse någon gång under endospermutveckling, vilket ledde till en klon av vävnad som kunde producera pigment. Genotypen i en sådan klon skulle vara -CC, där bindestreck indikerar förlust av C I- allelen. Ytterligare studie visade att C I allel hade gått vilse genom kromosombrott.
Såsom visas i Fig. 41.1a skulle brytning vid platsen märkt av pilen avlägsna ett segment av kromosomen från dess centromerer, vilket skapar ett accentriskt fragment. Ett sådant kromosomalt fragment tenderar att gå förlorat under celldelning, så alla efterkommande av denna cell skulle sakna en del av faderns kromosom. Eftersom det förlorade fragmentet bär C1-allelen, skulle ingen av cellerna i denna klon inhiberas från att bilda pigment, och om någon av dem producerade en del av aleuronen skulle en färgpatch visas.
McClintock fastställde att sådana kärnmosaiker ofta berodde på raster vid en viss plats på kromosom 9. Hon namngav den faktor som producerade dessa raster, Ds, för "dissociation". I hennes experiment bärde den kromosom som bär C I allelen också Ds-faktorn.
Emellertid var Ds-faktorn i sig själv inte kapabel att inducera kromosombrott. Hon fann att Ds måste aktiveras av en annan faktor, som heter Ac, för "aktivator". Ac-faktorn var närvarande i vissa majsbestånd, men frånvarande i andra. Genom att korsa olika lager kunde Ac kombineras med Ds, vilket skapade det tillstånd som ledde till kromosombrott.
Detta tvåfaktorsystem (dvs. Ac-Ds-familjen) gav en förklaring till den genetiska instabiliteten som McClintock hade observerat på kromosom 9 av majs. Hennes vidare studier har visat att både Ac och Ds är medlemmar i en familj av transposerbara element. Dessa element är strukturellt relaterade till varandra och kan införas på många olika ställen på kromosomerna.
Faktum är att det ofta finns flera kopior av Ac och Ds-elementen närvarande i maizt-genomet. Genom genetisk analys visade McClintock att både Ac och Ds-elementen kunde röra sig. När ett av dessa element infördes i eller nära en gen, fann McClintock ibland att genens funktion ändrades. I extrema fall undertryckades funktionen fullständigt. På grund av denna effekt på genuttryck; McClintock (1956) hänvisade till Ac och Ds som kontrollerande element.
