Definition
Begriff in der Genetik. Als Transposons bezeichnet man codierende DNA-Sequenzen, die innerhalb der DNA ihren Standort wechseln können (sogenannte ’springende Gene’). Transposons kommen in allen Organismen vor. Sie können ein oder mehrere Gene beinhalten. Die Orte, an denen Transposons in das Genom integriert werden, sind in der Regel zufällig. Dabei können sie Mutationen verursachen und die Expression anderer Gene verändern. Ein großer Teil der natürlichen Mutationen wird durch Transposons verursacht. Damit sind diese auch Elemente, die den Variantenreichtum in der Natur erhöhen.
Einteilung
Transposons werden unterteilt in:
- DNA-Transposons (Klasse-II-Transposons)
- und
- RNA-Transposons (Klasse-I-Transposons oder Retroelemente).
Allgemeine Information
In beiden Fällen werden die zum Springen nötigen Enzyme von der auf dem Transposon platzierten Sequenz selbst codiert. Das Transposon bringt also sein eigenes Werkzeug mit und wird daher oft als eine Art „integrierter Virus“ betrachtet, da die Vorgehensweise der der Retroviren ähnelt. Charakteristisch für DNA-Transposons sind spezielle, sich wiederholende, nicht-codierende Sequenzen vor und nach dem springenden Gen, die als Erkennungsstelle für die Transposase dienen (sogenannte inverted repeats oder IRs).
Transposons nutzen beispielsweise Brüche in der DNA, wobei allerdings nicht jeder Bruch in Frage kommt -er muss kurze überhängende Stücke einzelsträngiger DNA aufweisen. Manche Transposons replizieren sich selbst und springen dann in diese Brüche.
Bei der konservativen Transposition wird eine komplette (also doppelsträngige) DNA-Sequenz heraus geschnitten und anschließend woanders wieder eingefügt.
Das Transposon ist oftmals umgeben von nicht-codierenden Sequenzen aus der Wirts-DNA, sogenannten direct repeats (DRs). Sie entstehen dadurch, dass beim Öffnen der Lücke von der Transposase nicht auf beiden DNA-Strängen exakt ’gegenüber’ geschnitten wird, sondern etwas versetzt. Die entstehende Lücke ist daher nicht auf beiden DNA-Strängen identisch. Nach Einfügen des Transposons werden die verbliebenen Lücken durch die normale DNA-Synthese (Einbau, bzw. Ergänzung der fehlenden Basen) wieder aufgefüllt.
Andere Transposons (Klasse-I-Transposons), die unter dem Namen Retrotransposons oder LTR-Retrotransposons geführt werden, gehen den Weg über die RNA. Sie besitzen oftmals angrenzende Wiederholungssequenzen (long terminal repeats, LTRs). Bei dieser „replikativen Transposition wird ein DNA-Abschnitt in eine mRNA-Abschrift kopiert, mittels einer reversen Transkriptase (Enzym, das den zur mRNA komplementären Strang baut) in die sogenannte cDNA (complementary DNA) übersetzt und wieder in den DNA-Strang eingebaut. Anschließend wird der noch fehlende Gegenstrang durch eine DNA-Polymerase ergänzt.r
Retrotransposons werden wie jede andere DNA transkribiert. Zunächst wird ein RNA-Transkript hergestellt. Aber danach geht die RNA nicht ins Zytoplasma zur Translation, sondern wird von einem speziellen Enzym der reversen Transkriptase, wieder in eine doppelsträngig DNA umgewandelt (reverse Transkription). Die DNA-Kopie wird nun in einer Bruchstelle eingefügt.
