Kaj je prenosni element?

Prenosni element ali transpozon je mobilni kos genskega materiala. Te sekvence deoksiribonukleinske kisline (DNK) se bodisi večkrat ponovijo znotraj genoma ali pa se premikajo v izvirni obliki. Zaradi svoje sposobnosti ustvarjanja novih genov se elementi, ki jih je mogoče prenašati, štejejo za mutagene in so v evoluciji uvozna naprava. Preučujejo prenosljive elemente, da bi lažje razumeli genetske spremembe in vzroke bolezni.

Ameriška znanstvenica Barbara McClintock je prvič odkrila prenosljivi element ob koncu druge svetovne vojne. Preučevala je metode razmnoževanja koruze oziroma koruze s poudarkom na spreminjanju kromosomov. Izdelala je tudi prvi genetski zemljevid za koruzo. Njena raziskava je bila sprva naletela na skepticizem. Šele leta 1983 je bila za svoje delo nagrajena z Nobelovo nagrado.

Prva možna metoda mobilnosti za prenosljivi element je podobna funkciji “kopiraj in prilepi” v računalniku. Te vrste prenosljivih elementov so razvrščene v razred I in se včasih imenujejo retrotranspozoni. V tem načinu replikacije se uporablja posrednik ribonukleinske kisline (RNA). Retrotranspozonov je še posebej veliko v rastlinah in drugih evkariontih ali organizmih s kompleksnimi celicami. Skoraj polovico človeškega genoma sestavlja ta oblika prenosnega elementa.

DNK transpozoni so druga vrsta prenosljivih elementov, razvrščenih v razred II. Namesto da bi uporabili vmesni RNA, elementi razreda II na splošno uporabljajo encime v postopku, ki je podoben “rezanju in lepljenju”. Encimi so vrste molekul, ki pomagajo pospešiti kemične reakcije v organizmu. Transpozoni DNK so v človeškem genomu manj pogosti kot retrotranspozoni, vendar imajo še vedno pomembno vlogo v evoluciji.

Znano je, da prenosljivi elementi povzročajo bolezni. Hemofilijo A in B, nagnjenost k raku in vrsto mišične distrofije lahko povzroči tovrstna sprememba genetskega materiala. Če je prenosljivi element vstavljen v funkcionalni gen, lahko onemogoči celoten gen. Če vrzel v genu pusti izhodni transpozon DNK, gen običajno ni pravilno popravljen.

Celice imajo običajno obrambne mehanizme pred prekomernimi genetskimi spremembami. Bakterije lahko redno izbrišejo velike dele svojega genoma kot zaščito pred širjenjem virusov in prenosljivih elementov. Evkarioti lahko uporabljajo molekule RNA v svojih celicah, da motijo ​​aktivnost prenosljivih elementov. Ti ukrepi so evolucijske prilagoditve za pomoč pri nadzoru novih mutacij.

Razvoj prenosljivih elementov ni dobro razumljen. Nekateri verjamejo, da se je pojav pojavil zgodaj v evolucijski zgodovini življenja in se je prenesel na kasnejše vrste. Drugi trdijo, da so elementi nastali večkrat neodvisno drug od drugega. Druga možnost je, da bi se prenosljivi elementi lahko razvili v zadnjem času in se razširili na različne oblike življenja s postopkom, imenovanim horizontalni prenos genov. Vsekakor pa prenosne elemente danes najdemo v vseh večjih vejah življenja.