Hauptunterschied – Bakterielle Transposasen vs. retrovirale Integräser
Das transportierbare genetische Material hat sich mit zwei Hauptstrategien entwickelt, um sich von einer Region zur nächsten Region innerhalb und zwischen den Genomen zu bewegen. Ein Verfahren besteht darin, ein RNA-Molekül vor der Bildung eines DNA-Moleküls zu verdrängen, während der andere Weg DNA-Zwischenprodukte umfasst. Transposasen und virale Integrasen sind Beispiele für solches transponierbares genetisches Material. Bakterielle Transposasen binden an das Ende von Transposons und erleichtern die Katalyse der Transposonbewegung zu einem anderen Teil des Genoms durch verschiedene Mechanismen. Retrovirale Integrasen sind Enzyme, die bei der Integration des genetischen Materials von Retroviren wie HIV in das genetische Material (DNA) der Wirtszelle, die es infiziert, helfen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen bakteriellen Transposasen und retroviralen Integrasen.
Was sind bakterielle Transposasen?
Transposase kann als ein Enzym definiert werden, das an das Ende von Transposons gebunden ist und die Katalyse der Transposonbewegung zu einem anderen Teil des Genoms durch verschiedene Mechanismen erleichtert. Zu diesen Mechanismen gehören der „Ausschneide- und Einfügemechanismus“und der „replikative Transpositionsmechanismus“. Transposase wurde zuerst durch die Klonierung des Enzyms eingeführt, das für die Transposition des Tn3-Transposons benötigt wird. Zwei wichtige Strategien wurden von den transponierbaren genetischen Elementen für die Verschiebung zwischen Genomen oder von einer Stelle zur anderen verwendet. Der Transport durch ein Zwischenprodukt von RNA vor der Synthese einer DNA-Kopie ist eine Strategie, während die andere nur an DNA-Zwischenprodukte gebunden wird. Die Rekombinationsreaktionen, die an der Integration beider Elemente beteiligt sind, laufen durch elementspezifische Enzyme ab. Daher sind diese Enzyme in einem Fall von DNA-Elementen als Transposasen bekannt, während sie in einem Fall von RNA-Elementen als Integrasen bekannt sind.
Wenn man die Unterschiede zwischen den beiden Transpositionsstrategien vergleicht, scheint der Insertionsprozess chemisch identisch zu sein. Jüngste Beweise legen jedoch nahe, dass die bestimmten Ähnlichkeiten im Integrationsmechanismus in den Regionen von Aminosäuresequenzen zu sehen sind, die eine aktive Stelle bilden; das DDE-Motiv. Derzeit werden fünf Familien von Transposasen klassifiziert, aber die Zahl der Familien muss noch mit neuen Transposase-Charakteren zunehmen. Die Familien umfassen DDE-Transposase, Tyrosin (Y)-Transposase, Serin (S)-Transposase, Rolling-Circle-Transposase, reverse Transkriptasen/Endonukleasen (RT/En) usw. Diese Familien nutzen einzigartige katalytische Mechanismen zum Aufbrechen und Wiederverbinden von DNA. Die DDE-Transposase ist an dem Cut-and-Paste-Mechanismus des ursprünglichen Transposons beteiligt und trägt nämlich drei Sätze konservierter Aminosäuren; Aspartat (D), Aspartat (D) und Glutamat (E). Die Tyrosin-Transposasen sind auch am Cut-and-Paste-Mechanismus durch die Verwendung von Tyrosinresten beteiligt, die ortsspezifisch sind.
Abbildung 01: Bakterielle Transposasen
Die Serin-Transposasen beinh alten ein Zwischenprodukt aus zirkulärer DNA und führen den Cut-and-Paste-Mechanismus wie die oben genannten Familien aus. Die Rolling-Circle-Transposase ist am Copy-In-Mechanismus beteiligt, bei dem ein Einzelstrang durch DNA-Replikation direkt in die Zielstelle kopiert wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der Matrizenstrang und der kopierte Strang einen neu synthetisierten Strang aufweisen. Die Reverse-Transkriptasen/Endonukleasen-Transposase hat verschiedene Mechanismen zur Transposition.
Was sind retrovirale Integräser?
Im Zusammenhang mit retroviraler Integrase wird es als retrovirales Enzym betrachtet, das bei der Integration des genetischen Materials von Retroviren wie HIV in das genetische Material (DNA) der infizierten Zelle hilft. Diese retroviralen Integrasen werden am häufigsten mit Phagen-Integrasen verwechselt. Beispiele für Phagen-Integrasen sind λ-Phagen-Integrase. Aber das sind völlig unterschiedliche Enzyme und sollten nicht damit verwechselt werden. Bei der Bildung des retroviralen Präintegrationskomplexes spielt die retrovirale Integrase eine große Rolle. Retrovirale Integrase-Proteine bestehen typischerweise aus drei (03) kanonischen Domänen. Diese Domänen sind durch flexible Linker verbunden.
Die drei Domänen umfassen eine N-terminale Zinkbindungsdomäne, in der drei helikale Bündel verbunden und durch Koordination unter Beteiligung eines Zn2+-Kations, einer RNase-H-F altung, stabilisiert sind katalytische Kerndomäne und eine C-terminale DNA-Bindungsdomäne, die eine SH3-F altung ist. Durch Untersuchungen und biochemische und strukturelle Informationen wird nahegelegt, dass retrovirale Integrase die Fähigkeit hat, als ein Dimer von Dimmern (Tetramer) zu fungieren. Im Zusammenhang mit Multimerisierung und viraler DNA-Bindung werden alle drei Domänen des retroviralen Integrase-Proteins verwendet. Die Hauptfunktion der retroviralen Integrase besteht darin, ihr genetisches Material in die Wirts-DNA einzufügen. Dieser Schritt ist der wichtigste Schritt bei der viralen Replikation des HIV-Virus. Einmal erfolgreich integriert, wird es für den Rest seiner Lebensdauer in der chromosomalen DNA der Zelle vorhanden sein.
Abbildung 02: Retrovirale Integräser
Deshalb gibt es nach der Integration keine Rückkehr für die Zelle. Diese retroviralen Integrasen sind an der Katalyse von zwei Hauptreaktionen beteiligt, einschließlich der 3'-Endprozessierung und der kovalenten Ligation. Während der Prozessierung des 3'-Endes werden 2–3 Nukleotide von beiden 3'-Enden der viralen DNA entfernt, um die CA-Dinukleotide der 3'-Enden der viralen DNA freizulegen, und während der kovalenten Ligation die prozessierten 3'-Enden von virale DNA wird kovalent in die chromosomale DNA des Wirts ligiert.
Was ist die Ähnlichkeit zwischen bakteriellen Transposasen und retroviralen Integräsern?
Sowohl bakterielle Transposasen als auch retrovirale Integräser haben ähnliche Aminosäuresequenzen
Was ist der Unterschied zwischen bakteriellen Transposasen und retroviralen Integräsern?
Bakterielle Transposasen vs. retrovirale Integräser |
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| Bakterielle Transposase ist ein Enzym, das an das Ende von Transposons gebunden ist und gleichzeitig die Katalyse der Transposonbewegung zu einem anderen Teil des Genoms durch verschiedene Mechanismen erleichtert. | Retrovirale Integrases gelten als retrovirale Enzyme, die bei der Integration des genetischen Materials von Retroviren wie HIV in das genetische Material (DNA) der infizierten Zelle helfen. |
| Bindungsregionen | |
| Hochspezifische Bindungsregionen werden für bakterielle Transposasen benötigt. | Weniger oder keine Nukleotidsequenz für die Bindung erforderlich. |
Zusammenfassung – Bakterielle Transposasen vs. retrovirale Integräser
Bakterielle Transposasen gelten als retrovirale Enzyme, die bei der Integration des genetischen Materials von Retroviren wie HIV in das genetische Material (DNA) der infizierten Zelle helfen. Zwei wichtige Strategien wurden von den transponierbaren genetischen Elementen für die Verschiebung zwischen Genomen oder von einer Stelle zur anderen verwendet. Derzeit werden fünf Familien von Transposasen klassifiziert, aber die Zahl der Familien muss noch mit neuen Transposase-Charakteren zunehmen. Retrovirale Integrase wird als retrovirales Enzym betrachtet, das die Integration des genetischen Materials von Retroviren wie HIV in das genetische Material (DNA) der infizierten Zelle unterstützt. Retrovirale Integrase-Proteine bestehen typischerweise aus drei (03) kanonischen Domänen. Die Hauptfunktion der retroviralen Integrase besteht darin, ihr genetisches Material in die Wirts-DNA einzufügen. Dieser Schritt ist der wichtigste Schritt bei der viralen Replikation des HIV-Virus. Daher gibt es nach der Integration keine Rückkehr für die Zelle. Dies ist der Unterschied zwischen bakteriellen Transposasen und retroviraler Integrase.
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