הבדל מפתח - טרנספוזזות חיידקיות לעומת אינטגרזות רטרו-ויראליות
החומר הגנטי הנייד התפתח עם שתי אסטרטגיות עיקריות לעבור מאזור אחד לאזור הבא של הגנום ובין הגנום. שיטה אחת היא עקירה דרך מולקולת RNA לפני היווצרות מולקולת DNA בעוד שהמסלול השני כרוך בתוצרי ביניים של DNA. טרנספוזות ואינטגראזות ויראליות הן דוגמאות לחומר גנטי שניתן להעברה. טרנספוזות חיידקיות נקשרות לקצה הטרנספוזונים ומאפשרות את הזרזת תנועת הטרנספוזונים לחלק אחר של הגנום באמצעות מנגנונים שונים.אינטגרזות רטרו-ויראליות הן אנזימים המסייעים בשילוב החומר הגנטי של רטרו-וירוס כגון HIV בחומר הגנטי (DNA) של התא המארח אותו הוא מדביק. זהו ההבדל העיקרי בין טרנספוזזות חיידקיות לאינטגראזות רטרו-ויראליות.
מהן טרנספוזיסות חיידקיות?
ניתן להגדיר את הטרנספוסאז כאנזים הקשור לקצה הטרנספוזונים המאפשרים את הזרזת תנועת הטרנספוזון לחלק אחר של הגנום באמצעות מנגנונים שונים. מנגנונים כאלה כוללים "מנגנון גזירה והדבקה" ו"מנגנון טרנספוזיציה רפליקטיבית". טרנספוסאז הוכנס לראשונה באמצעות שיבוט האנזים הדרוש לטרנספוזיציה של הטרנספוזון Tn3. שתי אסטרטגיות חשובות נוצלו על ידי האלמנטים הגנטיים הניתנים להעברה לעקירה בין גנומים או מאתר אחד לאחר. ההובלה דרך תוצר ביניים של RNA לפני הסינתזה של עותק DNA היא אסטרטגיה אחת בעוד שהשניה נקשרת לחומרי ביניים של DNA בלבד.תגובות הרקומבינציה המעורבות באינטגרציה של שני היסודות מתרחשות עקב אנזימים ספציפיים לאלמנטים. לפיכך, במקרה של יסודות DNA, אנזימים אלה ידועים כטרנספוזזות בעוד שבמקרה של יסודות RNA, הם ידועים בשם אינטגרזים.
כאשר משווים את ההבדלים בין שתי אסטרטגיות ההעברה, נראה שתהליך ההחדרה זהה מבחינה כימית. אבל, עדויות אחרונות מציעות שהדמיון המסוים במנגנון האינטגרציה נראה באזורים של רצפי חומצות אמינו שיוצרים אתר פעיל; מוטיב ה-DDE. חמש משפחות של טרנספוזות מסווגות כיום, אך מספר המשפחות עדיין לא גדל עם דמויות טרנספוזזות חדשות. המשפחות כוללות DDE transposase, Tyrosine (Y) transposase, Serine (S) transposase, Rolling circle transposase, Reverse transcriptases/endonucleases (RT/En) וכו'. משפחות אלו מנצלות מנגנונים קטליטיים ייחודיים לשבירה והצטרפות מחדש של DNA.ה-DDE transposase מעורב במנגנון החיתוך וההדבק של הטרנספוזון המקורי ונושא שלוש קבוצות של חומצות אמינו משומרות כלומר; אספרטאט (D), אספרטאט (D) וגלוטמט (E). טרנספוזות הטירוזין מעורבות גם במנגנון החיתוך וההדבק על ידי ניצול שאריות טירוזין, שהיא ספציפית לאתר.
איור 01: Transposases של חיידקים
הטרנספוזזות של הסרין כרוכות בתווך של DNA מעגלי ומבצעות את מנגנון החיתוך וההדבק בדיוק כמו המשפחות שלמעלה. טרנספוזיס המעגל המתגלגל מעורב במנגנון ההעתקה שבו גדיל בודד מועתק ישירות לאתר המטרה באמצעות שכפול DNA. זה מבטיח שלגדיל התבנית ולגדיל המועתק יש גדיל שסונתז לאחרונה.לטרנספוזיס ה-Reverse transcriptases/endonucleases יש מנגנונים שונים לטרנספוזיציה.
מהם אינטגרזות רטרו-ויראליות?
בהקשר של Retroviral Integrase, הוא נחשב כאנזים רטרו-ויראלי המסייע בשילוב החומר הגנטי של רטרו-וירוס כגון HIV בחומר הגנטי (DNA) של התא הנגוע. אינטגרזות רטרו-ויראליות אלו לרוב מתבלבלות עם אינטגרזות פאג'ים. דוגמאות לאינטגראזות פאג' הן אינטגראז פאג' λ. אבל אלו הם אנזימים שונים לחלוטין ואסור להתבלבל איתם. בהתייחס להיווצרות קומפלקס טרום-אינטגרציה רטרו-ויראלי, אינטגראז רטרו-ויראלי ממלא תפקיד מרכזי. חלבוני אינטגראז רטרו-ויראליים מורכבים בדרך כלל משלושה (03) תחומים קנוניים. דומיינים אלה מחוברים באמצעות קישורים גמישים.
שלושת התחומים כוללים תחום N מסוף קושר אבץ שבו שלושה צרורות סליל מחוברים ומיוצבים באמצעות תיאום עם מעורבות של קטיון Zn2+, קיפול RNase H תחום ליבה קטליטי ותחום מקשר ל-DNA מסוף, שהוא קיפול SH3.על ידי חקירה ובאמצעות מידע ביוכימי ומבני, זה מצביע על כך שלאינטגראז רטרו-ויראלי יש את היכולת לתפקד כדימר של דימרים (טטרמר). בהקשר של מולטימריזציה וקשירת DNA ויראלית, כל שלושת התחומים של החלבון הרטרוויראלי אינטגראז. התפקיד העיקרי של אינטגראז רטרו-ויראלי הוא להחדיר את החומר הגנטי שלו ל-DNA המארח. שלב זה הוא השלב המכריע ביותר בשכפול ויראלי של נגיף HIV. לאחר שילוב מוצלח, הוא יהיה שם ב-DNA הכרומוזומלי של התא למשך שארית חייו.
איור 02: אינטגרזות רטרו-ויראליות
לכן, לאחר השילוב אין תמורה לתא. אינטגרזות רטרו-ויראליות אלה כרוכות בזירוז של שתי תגובות עיקריות כולל עיבוד קצה 3' וקשירה קוולנטית.במהלך עיבוד קצה 3', מסירים 2-3 נוקלאוטידים משני קצוות 3' של ה-DNA הנגיפי מתוך כוונה לחשוף את הדינוקלאוטידים CA של קצוות 3' של ה-DNA הנגיפי, ובמהלך קשירה קוולנטית, קצוות 3' המעובדים של DNA ויראלי מקושרים באופן קוולנטי ל-DNA הכרומוזומלי המארח.
מהו הדמיון בין טרנספוזזות חיידקיות לאינטגרזות רטרו-ויראליות?
גם לטרנספוזזות חיידקיות וגם לאינטגראזות רטרו-ויראליות יש רצפים דומים של חומצות אמינו
מה ההבדל בין טרנספוזזות חיידקיות לאינטגראזות רטרו-ויראליות?
טרנספוזיסות חיידקים לעומת אינטגרזות רטרו-ויראליות |
|
| Bacterial Transposase הוא אנזים הקשור לקצה הטרנספוזונים תוך הקלה על הקטליזה של תנועת הטרנספוזון לחלק אחר של הגנום באמצעות מנגנונים שונים. | Retroviral Integrases נחשב לאנזים רטרו-ויראלי המסייע בשילוב החומר הגנטי של רטרו-וירוס כגון HIV בחומר הגנטי (DNA) של התא הנגוע. |
| אזורים מחייבים | |
| יש צורך באזורי קישור ספציפיים גבוהים עבור טרנספוזזות חיידקיות. | דרוש פחות או ללא רצף נוקלאוטידים לקישור. |
סיכום – טרנספוזזות חיידקיות לעומת אינטגרזות רטרו-ויראליות
טרנספוזזות חיידקיות נחשבות כאנזים רטרו-ויראלי המסייע בשילוב החומר הגנטי של רטרו-וירוס כגון HIV בחומר הגנטי (DNA) של התא הנגוע. שתי אסטרטגיות חשובות נוצלו על ידי האלמנטים הגנטיים הניתנים להעברה לעקירה בין גנומים או מאתר אחד לאחר.חמש משפחות של טרנספוזות מסווגות כיום, אך מספר המשפחות עדיין לא גדל עם דמויות טרנספוזזות חדשות. אינטגראז רטרו-ויראלי, הוא נחשב לאנזים רטרו-ויראלי המסייע בשילוב החומר הגנטי של רטרו-וירוס כגון HIV בחומר הגנטי (DNA) של התא הנגוע. חלבוני אינטגראז רטרו-ויראליים מורכבים בדרך כלל משלושה (03) תחומים קנוניים. התפקיד העיקרי של אינטגראז רטרו-ויראלי הוא להחדיר את החומר הגנטי שלו ל-DNA המארח. שלב זה הוא השלב המכריע ביותר בשכפול ויראלי של נגיף HIV. לכן, לאחר השילוב אין תמורה לתא. זה ההבדל בין טרנספוזזות חיידקיות לאינטגראז רטרו-ויראלי.
הורד את ה-PDF של טרנספוזזות חיידקיות לעומת אינטגרזות רטרו-ויראליות
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד את גרסת ה-PDF כאן: ההבדל בין טרנספוזזות חיידקיות לאינטגרזות רטרווויראליות
