Der Hauptunterschied zwischen transponierbaren Elementen der Klasse I und Klasse II besteht darin, dass transponierbare Elemente der Klasse I Retrotransposons sind, während transponierbare Elemente der Klasse II DNA-Transposons sind.
Ein transponierbares Element ist eine DNA-Sequenz, die ihre Position innerhalb des Genoms verändern kann. Manchmal erzeugt und kehrt es Mutationen um. Es kann auch die genetische Identität und Genomgröße der Zelle verändern. Dieser Prozess führt oft zur Vervielfältigung des gleichen genetischen Materials. Das transponierbare Element wurde zuerst von Barbara McClintock entdeckt, und sie gewann 1983 den Nobelpreis für ihre Entdeckung. Transponierbare Elemente können basierend auf ihrem Transpositionsmechanismus in zwei Klassen eingeteilt werden: transponierbare Elemente der Klasse I und der Klasse II.
Was sind transponierbare Elemente der Klasse I?
Transponierbare Elemente der Klasse I sind Retrotransposons. Retrotransposon ist eine Art genetische Komponente, die sich selbst kopiert und an verschiedenen Stellen im Genom einfügt, indem sie RNA durch einen Prozess namens reverse Transkription wieder in DNA umwandelt. Dieser Prozess wird durch das Enzym Reverse Transkriptase katalysiert. Retrotransposon verwendet normalerweise ein RNA-Transpositionsintermediat. Transponierbare Elemente der Klasse I werden normalerweise in zwei Schritten kopiert. Zuerst werden sie von DNA zu RNA transkribiert. Dann wird die produzierte RNA dann revers in DNA transkribiert. Später wird diese kopierte DNA an einer neuen Position wieder in das Genom eingefügt. Die Eigenschaften von Retrotransposons sind Retroviren wie HIV sehr ähnlich.
Abbildung 01: Transponierbares Element der Klasse I
Retrotransposons können in drei Typen unterteilt werden.
- Retrotransposons mit langen terminalen Wiederholungen (LTRs), die für Reverse Transkriptase kodieren,
- Retrotransposons mit langen eingestreuten Kernelementen (LINE), die für reverse Transkriptase kodieren, aber keine LTRs haben und von RNA-Polymerase II transkribiert werden,
- Retrotransposons mit kurzen eingestreuten Kernelementen (SINEs), die nicht für reverse Transkriptase kodieren und von RNA-Polymerase III transkribiert werden.
Darüber hinaus können Retroviren aufgrund eines ähnlichen Mechanismus mit Retrotransposons auch als transponierbare Elemente betrachtet werden.
Was sind transponierbare Elemente der Klasse II?
Transponierbare Elemente der Klasse II sind DNA-Transposons. Transponierbare Elemente der Klasse II haben einen Cut-and-Paste-Transpositionsmechanismus, der kein RNA-Zwischenprodukt beinh altet. Die Transposition wird durch mehrere Transposase-Enzyme katalysiert. Diese Enzyme können spezifisch oder unspezifisch an die DNA binden. Die Transposase macht einen gestaffelten Schnitt an der Zielstelle der DNA, der klebrige Enden erzeugt. Dann ligieren diese herausgeschnittenen DNA-Transposons in andere Zielstellen.
Abbildung 02: Transponierbare Elemente der Klasse II
Normalerweise füllt DNA-Polymerase die entstandenen Lücken aus klebrigen Enden, und DNA-Ligase schließt das Zucker-Phosphat-Rückgrat. Darüber hinaus führt diese Transposition zu einer Duplikation der Zielstelle. Die Insertionsstellen von DNA-Transposons können durch kurze, direkte Wiederholungen gefolgt von invertierten Wiederholungen identifiziert werden. Aber nicht alle DNA-Transposons zeigen einen Cut-and-Paste-Transpositionsmechanismus. Zum Beispiel zeigen einige Transposons eine replikative Transposition, bei der Transposons sich selbst zu einem neuen Zielort replizieren.
Ähnlichkeiten zwischen transponierbaren Elementen der Klasse I und Klasse II
- Transponierbare Elemente der Klassen I und II sind mobile genetische Elemente oder springende Gene.
- Beide können ihre Position im Genom verändern.
- Sie bestehen aus DNA-Sequenzen.
- Sie sind egoistische genetische Elemente.
- Sie sind sehr wichtig für die genomische Funktion und Evolution.
Unterschied zwischen transponierbaren Elementen der Klasse I und Klasse II
Transponierbare Elemente der Klasse I sind Retrotransposons, während transponierbare Elemente der Klasse II DNA-Transposons sind. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen transponierbaren Elementen der Klasse I und Klasse II. Darüber hinaus verwenden transponierbare Elemente der Klasse I RNA-Zwischenprodukte im Transpositionsmechanismus. Andererseits verwenden transponierbare Elemente der Klasse II DNA-Zwischenprodukte im Transpositionsmechanismus.
Die folgende Infografik stellt die Unterschiede zwischen transponierbaren Elementen der Klassen I und II in tabellarischer Form für einen direkten Vergleich zusammen.
Zusammenfassung – Transponierbare Elemente der Klasse I vs. Klasse II
Transponierbare Elemente sind als mobile genetische Elemente oder springende Gene bekannt. Sie sind DNA-Sequenzen. Transponierbare Elemente werden basierend auf ihrem Transpositionsmechanismus als transponierbare Elemente der Klasse I und Klasse II in zwei Klassen eingeteilt. Transponierbare Elemente der Klasse I sind Retrotransposons, während transponierbare Elemente der Klasse II DNA-Transposons sind. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen transponierbaren Elementen der Klasse I und der Klasse II.
