Belangrijk verschil - Bacteriële transposasen versus retrovirale integrasen
Het transporteerbare genetische materiaal is geëvolueerd met twee belangrijke strategieën om van de ene regio naar de volgende regio binnen en tussen de genomen te gaan. Eén methode is om door een RNA-molecuul te verplaatsen vóór de vorming van een DNA-molecuul, terwijl de andere route DNA-tussenproducten omvat. Transposasen en virale integrasen zijn voorbeelden van dergelijk transponeerbaar genetisch materiaal. Bacteriële transposasen binden aan het uiteinde van transposons en vergemakkelijken de katalyse van de transposonbeweging naar een ander deel van het genoom via verschillende mechanismen. Retrovirale integrasen zijn enzymen die helpen bij de integratie van het genetische materiaal van retrovirussen zoals HIV in het genetische materiaal (DNA) van de gastheercel die het infecteert. Dit is het belangrijkste verschil tussen bacteriële transposasen en retrovirale integrasen.
Wat zijn bacteriële transposasen?
Transposase kan worden gedefinieerd als een enzym dat aan het uiteinde van transposons is gebonden en dat de katalyse van de transposonbeweging naar een ander deel van het genoom via verschillende mechanismen vergemakkelijkt. Dergelijke mechanismen omvatten 'knip- en plakmechanisme' en 'replicatief transpositiemechanisme'. Transposase werd voor het eerst geïntroduceerd door het kloneren van het enzym dat nodig is voor de transpositie van het Tn3-transposon. Twee belangrijke strategieën zijn gebruikt door de transponeerbare genetische elementen voor de verplaatsing tussen genomen of van de ene plaats naar de andere. Het transport door een tussenproduct van RNA vóór de synthese van een DNA-kopie is één strategie, terwijl de andere strategie wordt gebonden aan alleen DNA-tussenproducten. De recombinatiereacties die betrokken zijn bij de integratie van beide elementen vinden plaats door element-specifieke enzymen. Dus in een geval van DNA-elementen staan deze enzymen bekend als transposasen, terwijl ze in een geval van RNA-elementen bekend staan als integrasen.
Bij het vergelijken van de verschillen tussen beide omzettingsstrategieën, bleek het proces van invoeging chemisch identiek te zijn. Maar recent bewijs suggereert dat bepaalde overeenkomsten in integratiemechanisme worden gezien in de regio's van aminozuursequenties die een actieve plaats vormen; het DDE-motief. Vijf families van transposases worden momenteel geclassificeerd, maar het aantal families moet nog toenemen met nieuwe transposasekarakters. De families omvatten DDE-transposase, Tyrosine (Y)-transposase, Serine (S)-transposase, Rolling circle-transposase, reverse transcriptases/endonucleasen (RT/En) enz. Deze families gebruiken unieke katalytische mechanismen voor het breken en weer samenvoegen van DNA. De DDE-transposase omvat het knip- en plakmechanisme van het oorspronkelijke transposon en draagt drie sets geconserveerde aminozuren, namelijk; aspartaat (D), aspartaat (D) en glutamaat (E). De tyrosinetransposasen zijn ook betrokken bij het knip- en plakmechanisme door het gebruik van tyrosineresidu, dat plaatsspecifiek is.
Figuur 01: Bacteriële transposasen
De serinetransposasen omvatten een tussenproduct van circulair DNA en voeren het knip- en plakmechanisme uit, net als de bovenstaande families. De transposase met rollende cirkel heeft betrekking op het kopieermechanisme waarbij een enkele streng rechtstreeks naar de doelplaats wordt gekopieerd via DNA-replicatie. Dit zorgt ervoor dat de sjabloonstreng en de gekopieerde streng een streng hebben die nieuw is gesynthetiseerd. De reverse transcriptases/endonucleasen transposase heeft verschillende mechanismen voor transpositie.
Wat zijn retrovirale integrasen?
In de context van Retroviral Integrase wordt het beschouwd als een retroviraal enzym dat helpt bij de integratie van het genetische materiaal van retrovirus zoals HIV in het genetische materiaal (DNA) van de geïnfecteerde cel. Deze retrovirale integrasen worden meestal verward met faagintegrasen. Voorbeelden voor faagintegrasen zijn λ-faagintegrase. Maar dit zijn totaal verschillende enzymen en moeten er niet mee verward worden. Met betrekking tot de vorming van het retrovirale pre-integratiecomplex speelt retrovirale integrase een belangrijke rol. Retrovirale integrase-eiwitten bestaan typisch uit drie (03) canonieke domeinen. Deze domeinen zijn verbonden door flexibele linkers.
De drie domeinen omvatten een N-terminaal zinkbindend domein waar drie spiraalvormige bundels zijn verbonden en gestabiliseerd door coördinatie met de betrokkenheid van een Zn2+ kation, een RNase H-vouw katalytisch kerndomein en een C-terminaal DNA-bindend domein, dat een SH3-vouw is. Door onderzoek en door biochemische en structurele informatie suggereert het dat retrovirale integrase het vermogen heeft om te functioneren als een dimeer van dimmers (tetrameer). In de context van multimerisatie en virale DNA-binding, alle drie de domeinen van het retrovirale integrase-eiwit. De belangrijkste functie van retroviraal integrase is het inbrengen van zijn genetisch materiaal om DNA te hosten. Deze stap is de meest cruciale stap in virale replicatie van het HIV-virus. Eenmaal succesvol geïntegreerd, zal het voor de rest van zijn levensduur aanwezig zijn in het chromosomale DNA van de cel.
Figuur 02: Retrovirale integrasen
Daarom is er, eenmaal geïntegreerd, geen terugkeer voor de cel. Deze retrovirale integrasen hebben betrekking op het katalyseren van twee belangrijke reacties, waaronder 3'-eindverwerking en covalente ligatie. Tijdens 3'-eindverwerking worden 2-3 nucleotiden van beide 3'-uiteinden van het virale DNA verwijderd met de bedoeling de CA-dinucleotiden van de 3'-uiteinden van het virale DNA te onthullen, en tijdens covalente ligatie worden de bewerkte 3'-uiteinden van viraal DNA wordt covalent geligeerd in het chromosomale DNA van de gastheer.
Wat is de overeenkomst tussen bacteriële transposasen en retrovirale integrasen?
Zowel bacteriële transposasen als retrovirale integrasen hebben vergelijkbare aminozuursequenties
Wat is het verschil tussen bacteriële transposasen en retrovirale integrasen?
Bacteriële transposasen versus retrovirale integrasen |
|
| Bacteriële transposase is een enzym dat aan het uiteinde van transposons is gebonden en de katalyse van de transposonbeweging naar een ander deel van het genoom via verschillende mechanismen vergemakkelijkt. | Retrovirale integrases wordt beschouwd als een retroviraal enzym dat helpt bij de integratie van het genetische materiaal van retrovirussen zoals HIV in het genetische materiaal (DNA) van de geïnfecteerde cel. |
| Bindende regio's | |
| Er zijn hoge specifieke bindingsgebieden nodig voor bacteriële transposasen. | Minder of geen nucleotidesequentie nodig voor binding. |
Samenvatting – Bacteriële transposasen versus retrovirale integrasen
Bacteriële transposasen worden beschouwd als een retroviraal enzym dat helpt bij de integratie van het genetische materiaal van retrovirussen zoals HIV in het genetische materiaal (DNA) van de geïnfecteerde cel. Twee belangrijke strategieën zijn gebruikt door de transponeerbare genetische elementen voor de verplaatsing tussen genomen of van de ene plaats naar de andere. Vijf families van transposases worden momenteel geclassificeerd, maar het aantal families moet nog toenemen met nieuwe transposasekarakters. Retroviral Integrase, het wordt beschouwd als een retroviraal enzym dat helpt bij de integratie van het genetische materiaal van retrovirus zoals HIV in het genetische materiaal (DNA) van de geïnfecteerde cel. Retrovirale integrase-eiwitten bestaan typisch uit drie (03) canonieke domeinen. De belangrijkste functie van retroviraal integrase is het inbrengen van zijn genetisch materiaal om DNA te hosten. Deze stap is de meest cruciale stap in virale replicatie van het HIV-virus. Daarom is er, eenmaal geïntegreerd, geen rendement voor de cel. Dit is het verschil tussen bacteriële transposases en retrovirale integrase.
Download de pdf van bacteriële transposases versus retrovirale integrases
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie: Verschil tussen bacteriële transposasen en retrovirale integrasen
