Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Tn10 – транспозицияланатын элемент, яғни иесінің ДНК-сындағы бір қысқарған жерден екінші қысқарған жерге өзін-өзі жылжытуға қабілетті ДНК тізбегі. Табиғатта әртүрлі транспозиция механизмдері бар, бірақ Tn10 репликациялық емес, кесіп орналастыру механизмін пайдаланады. Транспозаза ақуызы элементтің ұштарын таниды және оны бастапқы локустан кесіп алады. Содан кейін белок-ДНК кешені донорлық жерден таралып, кездейсоқ соқтығысулар оны жаңа мақсатты жерге жеткізеді, онда ол енгізіледі. Бұл реакцияны орындау үшін 50 кДа транспозаза ақуызы транспозонды донорлық жерден босату үшін төрт ДНК тізгісін үзуі керек, ал элементті мақсатты жерге енгізу үшін екі тізгіні алмастыру реакциясын жүргізуі керек. Бұл мақсатты жерде екі тізгіні біріктірілмей қалдырады, бірақ иесінің ДНК-сын қалпына келтіру ақуыздары осыны қамтамасыз етеді. Мақсатты жерді таңдау көбінесе кездейсоқ болады, бірақ 5' GCTNAGC 3' тізбегіне қатысты артықшылық бар. Тізбектің екі жағындағы 6-9 негіз жұбы да енгізілетін жерді таңдауға әсер етеді. Кесіп орналастыру транспозициясы транспозондардың санын өзінен-өзі көбейтіп жібермейді: бастапқыда бір көшірме және соңында бір көшірме болады. Егер мәселе осымен аяқталса, транспозон генетикалық дрейф және мақсатты жерде сәтті интеграцияға қол жеткізе алмау салдарынан көшірмелерді жоғалту арқылы жойылар еді. Алайда, транспозон репликациялық жік өткеннен кейін бірден транспозицияны ынталандыру механизміне ие, әрбір бауырлас хромосомада Tn10-ның жартылай метилденген көшірмесін қалдырады. Tn10 жартылай метилденген кезде транспозиция ынталандырылатындықтан, бір бауырлас хромосомадағы транспозон екінші хромосомаға секіріп, транспозонның екі көшірмесі бір хромосомада қалдыруы мүмкін. Tn10 күрделі құрылымға ие және бес генді қоршап тұратын екі инсерциялық тізбек элементінен (IS10) тұрады. IS10 элементтерінің тек біреуі функционалды транспозазаны кодтайды. IS10 элементтерінің ұштары транспозаза тану орындарын қамтитындықтан, Tn10-да барлығы төрт осындай орын бар. Егер транспозаза IS10 элементінің екі жағындағы тану орындарына байланысса, IS10 элементі үлкен композиттік құрылымнан тәуелсіз транспозицияға ұшырайды. Егер транспозаза екі шеткі тану орындарына байланысса, бүкіл композиттік Tn10 құрылымы транспозицияға ұшырайды. Tn10-ның орталық бөлігімен кодталған бес геннің екеуі, tetA және tetR, тетрациклин антибиотикасына қарсы тұру қабілетін береді. TetR-дің бұл әрекеті синтетикалық гендерді зерттеуде кеңінен қолданылатын TetOFF жиынтығының негізін құрайды. TetA ақуызы – шығару сорғысы. Ол осындай ақуыздар үшін үлгі ретінде қызмет етті және PubMed индекстелген жүздеген жарияланымдарды жинады. Қалған үш геннің – jemA, jemB және jemC – функциялары белгісіз, бірақ олар ауыр металдарға төзімділікке немесе тотығу стресіне қатысты болуы мүмкін. Tn10/IS10 транспозазасы тағы бір композиттік транспозонмен, Tn5/IS50-мен тығыз байланысты, ол транспозонның бірегей (қайталанбайтын) орталық аймағында канамицинге қарсы тұру генін қамтиды. Tn10 транспозоны генетикада бір организмнен екіншісінің хромосомасына қызығушылық тудыратын гендерді көшіру және іріктеу үшін жиі қолданылады. Tn10 транспозициясының механизмі кесіп орналастыру механизмдерінің үлгісі және архетипі ретінде қызмет етті. Алайда, транспозазамен in vitro жұмыс істеу қиын, ал Tn5 транспозасы алғаш рет кристалданады. Tn10 көп жылдар бойы бактериялық генетиканың маңызды құралы болды және пайдалы құрал ретінде қызмет етті. Tn5 транспозициясы үшін коммерциялық жиынтық қол жетімді және постгеномдық технологияларда кеңінен қолданылады. Tn10 биологиясының екі толық шолуы "Мобильді ДНК" және "Мобильді ДНК II" кітаптарында тараулар түрінде қол жетімді.
Tn10 is a transposable element, which is a sequence of DNA that is capable of mediating its own movement from one position in the DNA of the host organism to another. There are a number of different transposition mechanisms in nature, but Tn10 uses the non replicative cut and paste mechanism. The transposase protein recognizes the ends of the element and cuts it from the original locus. The protein DNA complex then diffuses away from the donor site until random collisions brings it in contact with a new target site, where it is integrated. To accomplish this reaction the 50 kDa transposase protein must break four DNA strands to free the transposon from the donor site, and perform two strand exchange reactions to integrate the element at the target site. This leaves two strands unjoined at the target site, but the host DNA repair proteins take care of this. The target site selection is essentially random, but there is a preference for the sequence 5' GCTNAGC 3'. The 6 9 base pairs that flank the sequence also influence selection of the insertion site. Cut and paste transposition does not cause an increase in the number of transposons per se: there is one copy at the start and one copy at the end. If this was the end of the matter the transposon would perish by genetic drift and the loss of copies owing to the occasional failure to achieve successful integration at the target site. However, the transposon has a mechanism to favor transposition immediately after a replication fork passes through, leaving a hemimethylated copy of Tn10 on each sister chromosome. Since transposition is favored when Tn10 is hemimethylated, the transposon on one sister chromosome can hop somewhere onto the other chromosome so that two copies of the transposon end up on one chromosome. Tn10 has a composite structure and it is composed of a pair of insertion sequence elements (IS10) flanking five genes. Only one of the IS10 elements encodes a functional transposase. Since the ends of the IS10 element contain the transposase recognition sites, Tn10 has a total of four such sites. If the transposase binds the two recognition sites flanking an IS10 element, the IS10 element undergoes transposition independently of the larger composite structure. If the transposase binds the two outermost recognition sites, the whole composite Tn10 structure undergoes transposition. Two of the five genes encoded by the central portion of Tn10, tetA and tetR, confer resistance to the antibiotic tetracycline. This activity of tetR forms the basis of the TetOFF assembly, a widely used construct in synthetic gene studies. The TetA protein is an efflux pump. It has served as a model system for such proteins and has accumulated hundreds of publications indexed in PubMed. The functions of the other three genes, jemA, jemB and jemC, are unknown but they may implicated in heavy metal resistance or oxidative stress. The Tn10/IS10 transposase is closely related to another composite transposon, Tn5/IS50, which harbors a gene for kanamycin resistance in the unique (i. e. non repeated) central region of the transposon. The Tn10 transposon is often used in genetics to transfer and select for genes of interest from one organism into the chromosome of another. The mechanism of Tn10 transposition has served as a model system and the archetype for the cut and paste mechanisms. However, the transposase is difficult to work with in vitro and the Tn5 transposase was the first to be crystallized. Tn10 was one of the great work horses of bacterial genetics for many years during which it served as a useful tool. A commercial kit for Tn5 transposition is commercially available and is extensively used in post genomic technologies. Two comprehensive reviews of Tn10 biology are available as chapters in the book Mobile DNA and Mobile DNA II.