Полинтон - Polinton

Полинтоны (также называемый Mavericks) большие ДНК транспозоны которые содержат гены с гомология к популярный белки и которые часто встречаются в эукариотический геномы. Они были впервые обнаружены в середине 2000-х годов и являются самыми большими и сложными из известных транспозонов ДНК. Полинтоны кодируют до 10 отдельных белков и получили свое название от двух ключевых белков: ДНК polимераза и ретровирусный intэграс.[1][2][3][4][5]

Характеристики

Типичный полинтон составляет около 15–20 пары килобаз размером, хотя примеры были описаны до 40кб.[6] Полинтоны кодируют до 10 белков, ключевыми элементами которых являются белок-примированная ДНК-полимераза типа B и ретровирусный -подобно интегрировать откуда они и получили свое название. Полинтоны иногда называют «самосинтезирующимися» транспозонами, потому что они кодируют белки, необходимые для самовоспроизведения.[5] Большинство полинтонов также кодируют аденовирусный -подобно цистеиновая протеаза, FtsK -подобно АТФаза, и белки с гомология к желейный рулет структура вирусный капсид белки. Присутствие предполагаемых белков капсида побудило предположить, что полинтоны могут образовывать вирионы при некоторых условиях; однако экспериментально это не было продемонстрировано.[3][5][7]

Последовательности полинтона содержат концевые инвертированные повторы характеристика мобильных элементов, обычно порядка 100-1000 пар оснований.[3] Они также обладают последовательностью дупликации целевого сайта размером 6 п.о. на сайте вставки.[6]

Распределение

Полинтоны обнаружены во всех группах эукариот, кроме Archaeplastida (содержащий красные водоросли, зеленые водоросли, глаукофиты, и наземные растения ). Они особенно распространены в unikonts, группа, в которую входят животные.[3] В патогенный паразит Влагалищная трихомонада, что приводит к трихомониаз, имеет уникальный геном, состоящий на 30% из полинтонов.[2]

Эволюция

Генетическая сеть, связывающая различные типы вирусов Bamfordvirae и эгоистичные генетические элементы, представлена ​​помеченными кружками. Связи между кружками обозначаются цветом гена, гомология последовательностей которого устанавливает связь.[8]

Ранние описания полинтонов определили, что они, вероятно, древние, возрастом не менее одного миллиарда лет и, возможно, связаны с ранним предком современных эукариот.[1] Филогенетический анализ известных последовательностей полинтонов поддерживает эту модель происхождения и предполагает, что передача полинтонов в основном вертикальная.[6] (хотя горизонтальный перенос генов о полинтоне сообщалось[9]).

Эволюционные отношения между полинтонами, двухцепочечные ДНК-вирусы, и эгоистичные генетические элементы сложны. Первые описания полинтонов связывали их последовательностью с линейные плазмиды, бактериофаги, и аденовирусы.[1] Совсем недавно были выявлены отношения между полинтонами, вирофаги, и гигантские вирусы. Полинтоны все чаще считаются одним из компонентов сложной генетической сети, связывающей эгоистичные генетические элементы в геномах эукариот с двухцепочечными ДНК-вирусами. Благодаря гомологии по крайней мере в одном, а обычно в нескольких генах, полинтоны эволюционно связаны с линейные плазмиды, вирофаги (особенно Мавирусный вирофаг, семья Lavidaviridae ), гигантские вирусы (Megavirales ), Транспозоны имбиря 1, Транспозоны Tlr1, трансповироны, эукариотические вирусы Аденовирусы семья и бактериофаги из Tectiviridae семья.[3][5][8]

В Maveriviricetes Класс вирусов назван в честь их сходства с транспозонами Maverick / Polinton. Все указанные вирусы объединены в Bamfordvirae для их двойного капсида с желе.[10] Некоторые полинтоноподобные вирусы (PLV), отличные от Tlr1, также были идентифицированы, и их еще предстоит включить в таксон (предположительно, под Maveriviricetes).[3]

Открытие и номенклатура

Гигантские сменные элементы были впервые обнаружены в середине 2000-х годов, начиная с описания нового семейства ретровирусный -подобно интегрировать белки[11] которые затем были связаны с мобильными элементами с именем Mavericks.[2][12] Между тем, перекрывающийся класс переносных элементов был описан под названием полинтоны, полученные из ключевых белков polимераза и intEgrase, автор: Владимир Капитонов и Ежи Юрка.[1] Оба термина продолжают широко использоваться.[3][6]

Из-за их вирусных капсид-подобных белков и способности к саморепликации было высказано предположение, что полинтоны способны образовывать вирионы и было бы правильно назвать полинтовирусы.[7] Однако эта терминология еще не принята и ожидает экспериментального подтверждения гипотезы вириона.[3][4]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Капитонов, В. В .; Юрка, Дж. (14 марта 2006 г.). «Самосинтезирующие транспозоны ДНК у эукариот». Труды Национальной академии наук. 103 (12): 4540–4545. Дои:10.1073 / pnas.0600833103. ЧВК  1450207. PMID  16537396.
  2. ^ а б c Pritham, Ellen J .; Путливала, Тасним; Фешотт, Седрик (апрель 2007 г.). «Mavericks, новый класс гигантских мобильных элементов, широко распространенных у эукариот и связанных с ДНК-вирусами». Ген. 390 (1–2): 3–17. Дои:10.1016 / j.gene.2006.08.008. PMID  17034960.
  3. ^ а б c d е ж грамм час Крупович, Март; Кунин, Евгений В. (22 декабря 2014 г.). «Полинтоны: рассадник эволюции эукариотических вирусов, транспозонов и плазмид». Обзоры природы Микробиология. 13 (2): 105–115. Дои:10.1038 / nrmicro3389. ЧВК  5898198. PMID  25534808.
  4. ^ а б Ютин Наталья; Шевченко, София; Капитонов Владимир; Крупович, Март; Кунин, Евгений В. (11 ноября 2015 г.). «Новая группа разнообразных полинтоноподобных вирусов, обнаруженная с помощью метагеномного анализа». BMC Биология. 13 (1). Дои:10.1186 / s12915-015-0207-4. ЧВК  4642659. PMID  26560305.
  5. ^ а б c d Крупович, Март; Кунин, Евгений V (июнь 2016). «Самосинтезирующиеся транспозоны: неожиданные ключевые игроки в эволюции вирусов и защитных систем». Текущее мнение в микробиологии. 31: 25–33. Дои:10.1016 / j.mib.2016.01.006. ЧВК  4899294. PMID  26836982.
  6. ^ а б c d Хаапа-Паананен, Сайджа; Уолберг, Никлас; Савилахти, Харри (сентябрь 2014 г.). «Филогенетический анализ гигантских транспозонов Maverick / Polinton через организмы». Молекулярная филогенетика и эволюция. 78: 271–274. Дои:10.1016 / j.ympev.2014.05.024. PMID  24882428.
  7. ^ а б Крупович, Март; Бэмфорд, Деннис Н; Кунин, Евгений V (2014). «Сохранение основных и второстепенных белков капсида желе в транспозонах Polinton (Maverick) предполагает, что они являются настоящими вирусами». Биология Директ. 9 (1): 6. Дои:10.1186/1745-6150-9-6. ЧВК  4028283. PMID  24773695.
  8. ^ а б Ютин Наталья; Рауль, Дидье; Кунин, Евгений V (2013). «Вирофаги, полинтоны и трансповироны: сложная эволюционная сеть разнообразных эгоистичных генетических элементов с разными стратегиями воспроизводства». Журнал вирусологии. 10 (1): 158. Дои:10.1186 / 1743-422X-10-158. ЧВК  3671162. PMID  23701946.
  9. ^ Dupuy, C .; Periquet, G .; Serbielle, C .; Bézier, A .; Louis, F .; Дрезен, Дж.М. (31 марта 2011 г.). «Перенос хромосомного Maverick на эндогенный браковирус у паразитоидных ос». Genetica. 139 (4): 489–496. Дои:10.1007 / s10709-011-9569-x.
  10. ^ Кунин Е.В., Доля В.В., Крупович М., Варсани А., Вольф Ю.И., Ютин Н., Зербини М., Кун Дж. Х. (октябрь 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполняющую все основные таксономические ранги, для ДНК-вирусов, кодирующих главные белки капсида вертикального желеобразного типа». Предложение ICTV (Taxoprop): 2019.003G. Дои:10.13140 / RG.2.2.14886.47684.
  11. ^ Гао, Х; Войтас, Д. (март 2005 г.). «Семейство эукариотических генов, связанных с интегразами ретроэлементов». Тенденции в генетике. 21 (3): 133–137. Дои:10.1016 / j.tig.2005.01.006. PMID  15734571.
  12. ^ Feschotte, C; Притам, Е. (октябрь 2005 г.). «С-интегразы, не относящиеся к млекопитающим, кодируются гигантскими мобильными элементами». Тенденции в генетике. 21 (10): 551–552. Дои:10.1016 / j.tig.2005.07.007. PMID  16084623.