Kľúčový rozdiel – bakteriálne transpozázy a retrovírusové integrázy
Prenosný genetický materiál sa vyvinul pomocou dvoch hlavných stratégií na presun z jednej oblasti do druhej v rámci genómov a medzi nimi. Jednou z metód je vytesnenie cez molekulu RNA pred vytvorením molekuly DNA, zatiaľ čo druhá cesta zahŕňa medziprodukty DNA. Príkladmi takéhoto transponovateľného genetického materiálu sú transpozázy a vírusové integrázy. Bakteriálne transpozázy sa viažu na koniec transpozónov a rôznymi mechanizmami uľahčujú katalýzu pohybu transpozónov do inej časti genómu. Retrovírusové integrázy sú enzýmy, ktoré pomáhajú pri integrácii genetického materiálu retrovírusu, ako je HIV, do genetického materiálu (DNA) hostiteľskej bunky, ktorú infikuje. Toto je kľúčový rozdiel medzi bakteriálnymi transpozázami a retrovírusovými integrázami.
Čo sú to bakteriálne transpozázy?
Transpozázu možno definovať ako enzým naviazaný na koniec transpozónov, ktorý rôznymi mechanizmami uľahčuje katalýzu pohybu transpozónov do inej časti genómu. Medzi takéto mechanizmy patrí „mechanizmus vystrihnúť a vložiť“a „replikatívny transpozičný mechanizmus“. Transpozáza sa najskôr zaviedla klonovaním enzýmu, ktorý je potrebný na transpozíciu transpozónu Tn3. Transponovateľné genetické prvky využili dve dôležité stratégie na premiestnenie medzi genómami alebo z jedného miesta na druhé. Transport cez medziprodukt RNA pred syntézou kópie DNA je jednou stratégiou, zatiaľ čo druhá je viazaná na samotné medziprodukty DNA. Rekombinačné reakcie, ktoré sa podieľajú na integrácii oboch prvkov, sa uskutočňujú vďaka enzýmom špecifickým pre daný prvok. V prípade prvkov DNA sú teda tieto enzýmy známe ako transpozázy, zatiaľ čo v prípade prvkov RNA sú známe ako integrázy.
Pri porovnaní rozdielov medzi oboma transpozičnými stratégiami sa proces vkladania javí ako chemicky identický. Nedávne dôkazy však naznačujú, že určité podobnosti v integračnom mechanizme sú viditeľné v oblastiach aminokyselinových sekvencií, ktoré tvoria aktívne miesto; motív DDE. V súčasnosti sa klasifikuje päť rodín transpozáz, ale počet rodín sa s novými znakmi transpozázy ešte zvýši. Rodiny zahŕňajú DDE transpozázu, tyrozínovú (Y) transpozázu, serínovú (S) transpozázu, rotujúcu transpozázu, reverzné transkriptázy/endonukleázy (RT/En) atď. Tieto rodiny využívajú jedinečné katalytické mechanizmy na štiepenie a opätovné spájanie DNA. DDE transpozáza sa podieľa na mechanizme vystrihnutia a vloženia pôvodného transpozónu a nesie tri sady konzervovaných aminokyselín, a to; aspartát (D), aspartát (D) a glutamát (E). Tyrozínové transpozázy sa tiež podieľajú na mechanizme cut and paste využitím tyrozínového zvyšku, ktorý je miestne špecifický.
Obrázok 01: Bakteriálne transpozázy
Serínové transpozázy zahŕňajú medziprodukt cirkulárnej DNA a vykonávajú mechanizmus cut and paste rovnako ako vyššie uvedené rodiny. Rotujúca transpozáza zahŕňa mechanizmus kopírovania, kde sa jeden reťazec priamo skopíruje do cieľového miesta prostredníctvom replikácie DNA. To zaisťuje, že templátový reťazec a kopírovaný reťazec majú reťazec, ktorý je novo syntetizovaný. Reverzná transkriptáza/endonukleáza transpozáza má rôzne mechanizmy transpozície.
Čo sú retrovírusové integrázy?
V kontexte retrovírusovej integrázy sa považuje za retrovírusový enzým, ktorý pomáha pri integrácii genetického materiálu retrovírusu, ako je HIV, do genetického materiálu (DNA) bunky, ktorá je infikovaná. Tieto retrovírusové integrázy sa najčastejšie zamieňajú s fágovými integrázami. Príklady fágových integráz sú A fágová integráza. Ide však o úplne odlišné enzýmy a nemali by sa s nimi zamieňať. V súvislosti s tvorbou retrovírusového preintegračného komplexu hrá hlavnú úlohu retrovírusová integráza. Retrovírusové integrázové proteíny typicky pozostávajú z troch (03) kanonických domén. Tieto domény sú prepojené flexibilnými linkermi.
Tieto tri domény zahŕňajú N-koncovú doménu viažucu zinok, kde sú tri špirálové zväzky spojené a stabilizované prostredníctvom koordinácie so zapojením katiónu Zn2+, záhybu RNázy H katalytickú jadrovú doménu a C-koncovú DNA väzbovú doménu, ktorá je SH3 násobkom. Skúmaním a prostredníctvom biochemických a štrukturálnych informácií naznačuje, že retrovírusová integráza má schopnosť fungovať ako dimér stmievačov (tetramér). V kontexte multimerizácie a väzby vírusovej DNA, všetky tri domény proteínu retrovírusovej integrázy. Hlavnou funkciou retrovírusovej integrázy je vloženie jej genetického materiálu do hostiteľskej DNA. Tento krok je najdôležitejším krokom pri replikácii vírusu HIV. Po úspešnej integrácii bude v chromozomálnej DNA bunky po zvyšok jej života.
Obrázok 02: Retrovírusové integrázy
Po integrácii teda pre bunku neexistuje žiadna návratnosť. Tieto retrovírusové integrázy zahŕňajú katalýzu dvoch hlavných reakcií vrátane spracovania 3' konca a kovalentnej ligácie. Počas spracovania 3' konca sa odstránia 2-3 nukleotidy z oboch 3' koncov vírusovej DNA s úmyslom odhaliť CA dinukleotidy 3' koncov vírusovej DNA a počas kovalentnej ligácie sa spracované 3' konce vírusovej DNA odstránia. vírusová DNA sa kovalentne liguje do chromozomálnej DNA hostiteľa.
Aká je podobnosť medzi bakteriálnymi transpozázami a retrovírusovými integrázami?
Bakteriálne transpozázy aj retrovírusové integrázy majú podobné sekvencie aminokyselín
Aký je rozdiel medzi bakteriálnymi transpozázami a retrovírusovými integrázami?
Bakteriálne transpozázy vs retrovírusové integrázy |
|
| Bakteriálna transpozáza je enzým naviazaný na koniec transpozónov, pričom prostredníctvom rôznych mechanizmov uľahčuje katalýzu pohybu transpozónov do inej časti genómu. | Retrovírusové integrázy sa považujú za retrovírusový enzým, ktorý pomáha pri integrácii genetického materiálu retrovírusu, ako je HIV, do genetického materiálu (DNA) bunky, ktorá je infikovaná. |
| Oblasti viazania | |
| Pre bakteriálne transpozázy sú potrebné oblasti s vysokou špecifickou väzbou. | Na väzbu je potrebná menšia alebo žiadna nukleotidová sekvencia. |
Súhrn – Bakteriálne transpozázy verzus retrovírusové integrázy
Bakteriálne transpozázy sa považujú za retrovírusový enzým, ktorý pomáha pri integrácii genetického materiálu retrovírusu, ako je HIV, do genetického materiálu (DNA) bunky, ktorá je infikovaná. Transponovateľné genetické prvky využili dve dôležité stratégie na premiestnenie medzi genómami alebo z jedného miesta na druhé. V súčasnosti sa klasifikuje päť rodín transpozáz, ale počet rodín sa s novými znakmi transpozázy ešte zvýši. Retrovírusová integráza, je považovaná za retrovírusový enzým, ktorý pomáha pri integrácii genetického materiálu retrovírusu, ako je HIV, do genetického materiálu (DNA) bunky, ktorá je infikovaná. Retrovírusové integrázové proteíny typicky pozostávajú z troch (03) kanonických domén. Hlavnou funkciou retrovírusovej integrázy je vloženie jej genetického materiálu do hostiteľskej DNA. Tento krok je najdôležitejším krokom pri replikácii vírusu HIV. Preto po integrácii neexistuje žiadna návratnosť bunky. Toto je rozdiel medzi bakteriálnymi transpozázami a retrovírusovou integrázou.
Stiahnite si PDF bakteriálne transpozázy vs retrovírusové integrázy
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu: Rozdiel medzi bakteriálnymi transpozázami a retrovírusovými integrázami
