Het belangrijkste verschil tussen transponeerbare elementen van klasse I en klasse II is dat transponeerbare elementen van klasse I retrotransposons zijn, terwijl transponeerbare elementen van klasse II DNA-transposons zijn.
Een transponeerbaar element is een DNA-sequentie die zijn positie binnen het genoom kan veranderen. Soms creëert het mutaties en keert het om. Het kan ook de genetische identiteit en de genoomgrootte van de cel veranderen. Dit proces resulteert vaak in de verdubbeling van hetzelfde genetische materiaal. Het transponeerbare element werd voor het eerst ontdekt door Barbara McClintock, en ze won de Nobelprijs voor haar ontdekking in 1983. Transponeerbare elementen kunnen worden onderverdeeld in twee klassen op basis van hun omzettingsmechanisme: klasse I en klasse II transponeerbare elementen.
Wat zijn klasse I transponeerbare elementen?
Klasse I transponeerbare elementen zijn retrotransposons. Retrotransposon is een soort genetische component die zichzelf kopieert en plakt naar verschillende genomische locaties door RNA terug om te zetten in DNA via een proces dat reverse transcriptie wordt genoemd. Dit proces wordt gekatalyseerd door het reverse transcriptase-enzym. Retrotransposon gebruikt normaal gesproken een RNA-transpositietussenproduct. Klasse I transponeerbare elementen worden meestal in twee fasen gekopieerd. Eerst worden ze getranscribeerd van DNA naar RNA. Vervolgens wordt het geproduceerde RNA omgekeerd getranscribeerd naar DNA. Later wordt dit gekopieerde DNA op een nieuwe positie terug in het genoom ingebracht. De kenmerken van retrotransposons lijken erg op die van retrovirussen zoals HIV.
Figuur 01: Klasse I transponeerbaar element
Retrotransposons kunnen in drie typen worden onderverdeeld.
- Retrotransposons met lange terminale herhalingen (LTR's), die coderen voor reverse transcriptase,
- Retrotransposons met lange afgewisselde nucleaire elementen (LINE) die coderen voor reverse transcriptase maar geen LTR's hebben en worden getranscribeerd door RNA-polymerase II,
- Retrotransposons met korte afgewisselde nucleaire elementen (SINE's) die niet coderen voor reverse transcriptase en worden getranscribeerd door RNA-polymerase III.
Bovendien kan retrovirus, dankzij een soortgelijk mechanisme met retrotransposons, ook worden beschouwd als transponeerbare elementen.
Wat zijn klasse II transponeerbare elementen?
Klasse II transponeerbare elementen zijn DNA-transposons. Klasse II transponeerbare elementen hebben een knip-en-plak-transpositiemechanisme waarbij geen RNA-tussenproduct betrokken is. De omzetting wordt gekatalyseerd door verschillende transposase-enzymen. Deze enzymen kunnen specifiek of niet-specifiek aan het DNA binden. Transposase maakt een verspringende snede op de doelplaats van DNA die plakkerige uiteinden produceert. Vervolgens knippen deze DNA-transposon-ligaten uit in andere doelwitplaatsen.
Figuur 02: Klasse II transponeerbare elementen
Meestal vult DNA-polymerase de resulterende gaten van plakkerige uiteinden op en sluit DNA-ligase de suiker-fosfaatruggengraat. Bovendien resulteert deze transpositie in duplicatie van de doelsite. De invoegplaatsen van DNA-transposons kunnen worden geïdentificeerd door korte, directe herhalingen gevolgd door omgekeerde herhalingen. Maar niet alle DNA-transposons vertonen een knip-en-plak-transpositiemechanisme. Sommige transposons vertonen bijvoorbeeld replicatieve transpositie waarbij transposons zichzelf repliceren naar een nieuwe doelsite.
Overeenkomsten tussen klasse I en klasse II transponeerbare elementen
- Transponeerbare elementen van klasse I en klasse II zijn mobiele genetische elementen of springgenen.
- Beiden kunnen hun positie in het genoom veranderen.
- Ze zijn opgebouwd uit DNA-sequenties.
- Het zijn egoïstische genetische elementen.
- Ze zijn erg belangrijk in de genomische functie en evolutie.
Verschil tussen klasse I en klasse II transponeerbare elementen
Transponeerbare elementen van klasse I zijn retrotransposons, terwijl transponeerbare elementen van klasse II DNA-transposons zijn. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen transponeerbare elementen van klasse I en klasse II. Bovendien gebruiken klasse I transponeerbare elementen RNA-tussenproducten in het transpositiemechanisme. Aan de andere kant gebruiken klasse II transponeerbare elementen DNA-tussenproducten in het transpositiemechanisme.
De volgende infographic verzamelt de verschillen tussen klasse I en klasse II transponeerbare elementen in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Klasse I versus Klasse II transponeerbare elementen
Transponeerbare elementen staan bekend als mobiele genetische elementen of springgenen. Het zijn DNA-sequenties. Transponeerbare elementen worden ingedeeld in twee klassen op basis van hun omzettingsmechanisme als klasse I en klasse II transponeerbare elementen. Klasse I transposons zijn retrotransposons, terwijl klasse II transposons DNA-transposons zijn. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen transponeerbare elementen van klasse I en klasse II.
