Nøgleforskel – bakterielle transposaser vs retrovirale integraser
Det transportable genetiske materiale har udviklet sig med to hovedstrategier til at flytte fra en region til den næste region inden for og mellem genomerne. En metode er at fortrænge gennem et RNA-molekyle før dannelsen af et DNA-molekyle, mens den anden vej involverer DNA-mellemprodukter. Transposaser og virale integraser er eksempler på sådant transposerbart genetisk materiale. Bakterielle transposaser binder til enden af transposoner og letter katalysen af transposonbevægelsen til en anden del af genomet gennem forskellige mekanismer. Retrovirale integraser er enzymer, der hjælper med integrationen af det genetiske materiale af retrovirus såsom HIV i det genetiske materiale (DNA) af værtscellen, den inficerer. Dette er den vigtigste forskel mellem bakterielle transposaser og retrovirale integraser.
Hvad er bakterielle transposaser?
Transposase kan defineres som et enzym bundet til enden af transposoner, der letter katalysen af transposonbevægelsen til en anden del af genomet gennem forskellige mekanismer. Sådanne mekanismer inkluderer "klip og indsæt mekanisme" og "replikativ transponeringsmekanisme". Transposase blev først introduceret gennem kloningen af enzymet, som er nødvendigt for transpositionen af Tn3-transposonen. To vigtige strategier er blevet brugt af de transponerbare genetiske elementer til forskydning mellem genomer eller fra et sted til et andet. Transporten gennem et mellemprodukt af RNA før syntesen af en DNA-kopi er én strategi, mens den anden bliver bundet til DNA-mellemprodukter alene. De rekombinationsreaktioner, som er involveret i integrationen af begge grundstoffer, finder sted på grund af grundstofspecifikke enzymer. I et tilfælde af DNA-elementer er disse enzymer således kendt som transposaser, mens de i et tilfælde af RNA-elementer er kendt som integraser.
Når man sammenligner forskellene mellem de to transponeringsstrategier, ser indsættelsesprocessen ud til at være identisk kemisk. Men nyere beviser tyder på, at de visse ligheder i integrationsmekanismen ses i regionerne af aminosyresekvenser, der danner et aktivt sted; DDE-motivet. Fem familier af transposaser er ved at blive klassificeret i øjeblikket, men antallet af familier er endnu ikke stige med nye transposase-karakterer. Familierne inkluderer DDE transposase, Tyrosin (Y) transposase, Serin (S) transposase, Rolling Circle transposase, Reverse transkriptaser/endonukleaser (RT/En) osv. Disse familier anvender unikke katalytiske mekanismer til nedbrydning og genforening af DNA. DDE-transposasen involverer cut-and-paste-mekanismen af den originale transposon og bærer tre sæt af konserverede aminosyrer, nemlig; aspartat (D), aspartat (D) og glutamat (E). Tyrosintransposaserne involverer også klippe- og indsætmekanismen ved at bruge tyrosinrester, som er stedspecifikt.
Figur 01: Bakterietransposaser
Serintransposaserne involverer et mellemprodukt af cirkulært DNA og udfører klippe- og indsætmekanismen ligesom ovenstående familier. Den rullende cirkeltransposase involverer kopieringsmekanismen, hvor en enkelt streng kopieres direkte ind i målstedet gennem DNA-replikation. Dette sikrer, at skabelonstrengen og den kopierede streng har en streng, som er nysyntetiseret. Den reverse transkriptaser/endonuklease transposase har forskellige mekanismer til transposition.
Hvad er retrovirale integraser?
I forbindelse med Retroviral Integrase betragtes det som et retrovir alt enzym, der hjælper med integrationen af det genetiske materiale fra retrovirus såsom HIV i det genetiske materiale (DNA) af den celle, som er inficeret. Disse retrovirale integraser bliver oftest forvekslet med fagintegraser. Eksempler på fagintegraser er λ-fagintegrase. Men disse er helt forskellige enzymer og bør ikke forveksles med. Med hensyn til dannelsen af retrovir alt præ-integrationskompleks spiller retroviral integrase en stor rolle. Retrovirale integraseproteiner består typisk af tre (03) kanoniske domæner. Disse domæner er forbundet med fleksible linkere.
De tre domæner inkluderer et N-termin alt zinkbindende domæne, hvor tre spiralformede bundter er forbundet og stabiliseret gennem koordinering med involvering af en Zn2+-kation, en RNase H-fold katalytisk kernedomæne og et C-termin alt DNA-bindingsdomæne, som er en SH3-fold. Ved undersøgelse og gennem biokemisk og strukturel information tyder det på, at retroviral integrase har evnen til at fungere som en dimer af dimmere (tetramer). I sammenhæng med multimerisering og viral DNA-binding, alle tre domæner af det retrovirale integraseprotein. Den vigtigste funktion af retroviral integrase er at indsætte dets genetiske materiale til værts-DNA. Dette trin er det mest afgørende trin i viral replikation af HIV-virus. Når den er integreret med succes, vil den være der i cellens kromosomale DNA i resten af dens levetid.
Figur 02: Retrovirale integraser
Derfor er der ingen retur for cellen, når den først er integreret. Disse retrovirale integraser involverer katalysering af to hovedreaktioner, herunder 3'-endebehandling og kovalent ligering. Under 3'-endebearbejdning fjernes 2-3 nukleotider fra begge 3'-ender af det virale DNA med den hensigt at afsløre CA-dinukleotiderne i 3'-enderne af det virale DNA, og under kovalent ligering vil de bearbejdede 3'-ender af vir alt DNA ligeres kovalent ind i værtens kromosomale DNA.
Hvad er ligheden mellem bakterielle transposaser og retrovirale integraser?
Både bakterielle transposaser og retrovirale integraser har lignende aminosyresekvenser
Hvad er forskellen mellem bakterielle transposaser og retrovirale integraser?
Bakterielle transposaser vs retrovirale integraser |
|
| Bakteriel transposase er et enzym bundet til enden af transposoner, samtidig med at det letter katalysen af transposonbevægelsen til en anden del af genomet gennem forskellige mekanismer. | Retrovirale integraser betragtes som et retrovir alt enzym, der hjælper med integrationen af det genetiske materiale fra retrovirus såsom HIV i det genetiske materiale (DNA) af den celle, der er inficeret. |
| Bindende regioner | |
| Høj specifikke bindingsområder er nødvendige for bakterielle transposaser. | Mindre eller ingen nukleotidsekvens nødvendig til binding. |
Opsummering – bakterielle transposaser vs retrovirale integraser
Bakterielle transposaser betragtes som et retrovir alt enzym, der hjælper med integrationen af det genetiske materiale af retrovirus såsom HIV i det genetiske materiale (DNA) af den celle, som er inficeret. To vigtige strategier er blevet brugt af de transponerbare genetiske elementer til forskydning mellem genomer eller fra et sted til et andet. Fem familier af transposaser er ved at blive klassificeret i øjeblikket, men antallet af familier er endnu ikke stige med nye transposase-karakterer. Retroviral Integrase, det betragtes som et retrovir alt enzym, der hjælper med integrationen af det genetiske materiale af retrovirus såsom HIV i det genetiske materiale (DNA) af den celle, der er inficeret. Retrovirale integraseproteiner består typisk af tre (03) kanoniske domæner. Den vigtigste funktion af retroviral integrase er at indsætte dets genetiske materiale til værts-DNA. Dette trin er det mest afgørende trin i viral replikation af HIV-virus. Derfor er der ingen tilbagevenden for cellen, når den er integreret. Dette er forskellen mellem bakterielle transposaser og retroviral integrase.
Download PDF'en af bakterielle transposaser vs retrovirale integraser
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-versionen her: Difference Between Bacterial Transposases and Retroviral Integrases
