Polintones

Polintons [1] ( ing.  Polintons, Mavericks [2] [3] ) son grandes transposones de ADN que contienen genes homólogos a proteínas virales ; a menudo se encuentran en los genomas eucarióticos . Estos transposones de ADN más grandes y complejos se descubrieron a mediados de la década de 2000. Un polintono puede codificar hasta 10 proteínas diferentes. El nombre de estos elementos móviles se deriva de las dos proteínas clave que codifican: ADN polimerasa (POLimerasa) e integrasa (INTegrasa) de tipo retroviral (el nombre fue inventado por Vladimir Kapitonov y Jerzy Yurek ) [4 ] [5] [2 ] [6] [7] .

Propiedades

Un politono típico tiene un tamaño de 15-20 mil pares de bases (kilobases, kb), aunque se conocen politonos de hasta 40 kb [3] . Los polintones codifican hasta 10 proteínas, las más importantes son la ADN polimerasa de tipo B y la integrasa de tipo retroviral. Los polintones a veces se denominan transposones de autosíntesis porque codifican todas las proteínas necesarias para la autorreplicación . La mayoría de los polintones también codifican una cisteína proteasa de tipo adenoviral , una ATPasa similar a FtsK y proteínas que contienen regiones homólogas al pliegue de gelatina característico de las proteínas de la cápside viral . La presencia de proteínas putativas de la cápside indica que, teóricamente, los polintones pueden formar viriones bajo ciertas condiciones , en relación con lo cual se propuso cambiar el nombre de los polintones a polintovirus . Sin embargo, la formación de viriones por polintones aún no se ha confirmado experimentalmente, por lo que aún no se utiliza este último término. Los polintones contienen repeticiones terminales invertidas inherentes a los elementos transponibles, cuyo tamaño suele oscilar entre 100 y 1000 pares de bases [2] [7] [8] .

Distribución

Se han identificado polintones en todos los grupos de eucariotas, con la excepción de los arqueplastos (es decir, algas rojas , glaucofitas , algas verdes y plantas terrestres ). Los polintones son especialmente característicos de los unikonts  , un grupo de eucariotas que incluye a los animales [2] . El genoma del protozoo parásito Trichomonas vaginalis , que causa la tricomoniasis , consta de casi un 30% de polintones [5] .

Evolución

Según las primeras descripciones, los polintones parecen ser elementos móviles antiguos que aparecieron hace al menos mil millones de años y ya estaban presentes en los antepasados ​​primitivos de los eucariotas modernos [4] . Esta hipótesis también es confirmada por el análisis filogenético de las secuencias de polintones, que también mostró que los polintones se transmiten principalmente verticalmente [3] (aunque también hay datos sobre la transferencia horizontal de polintones [10] ).

Las relaciones evolutivas entre los polintones, los virus de ADN de doble cadena (dsDNA) y los elementos genéticos egoístas son ​​complejas. Los primeros estudios basados ​​en el estudio de secuencias atribuyeron plásmidos lineales , bacteriófagos y adenovirus a parientes de polynton [4] . Posteriormente se demostró la cercanía evolutiva de los polintones, virófagos y virus gigantes . Se cree que los polintones son componentes de una red genética compleja que vincula elementos móviles egoístas de genomas eucariotas con virus cuyos genomas están representados por dsDNA. Los polintones comparten uno o más genes homólogos con plásmidos lineales, virófagos (especialmente el virófago Mavirus ), virus gigantes ( orden Megavirales ), transposones Ginger 1 y Tlr1, transpovirones , adenovirus eucariotas y bacteriófagos de la familia Tectiviridae [2 ] [7] [9] .

Notas

  1. Usov K. E., Kokhanenko A. A., Stegniy V. N.  Análisis comparativo de la composición del ADN de la heterocromatina pericentromérica de los cromosomas de Drosophila orena y Drosophila virilis (Diptera: Drosophilidae)  // Boletín de la Universidad Estatal de Tomsk. Universidad - 2013. - T. 24, N° 4 . - S. 117-123 .
  2. 1 2 3 4 5 Krupovic M. , Koonin EV Polintons: un semillero de evolución de virus eucariotas, transposones y plásmidos.  (Inglés)  // Reseñas de la naturaleza. microbiología. - 2015. - Vol. 13, núm. 2 . - Pág. 105-115. -doi : 10.1038/ nrmicro3389 . —PMID 25534808 .
  3. 1 2 3 Haapa-Paananen S. , Wahlberg N. , Savilahti H. Análisis filogenético de transposones gigantes de Maverick/Polinton en organismos.  (Inglés)  // Filogenética molecular y evolución. - 2014. - Vol. 78. - Pág. 271-274. -doi : 10.1016 / j.ympev.2014.05.024 . —PMID 24882428 .
  4. 1 2 3 Kapitonov VV , Jurka J. Autosíntesis de transposones de ADN en eucariotas.  (inglés)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América. - 2006. - vol. 103, núm. 12 _ - Pág. 4540-4545. -doi : 10.1073/ pnas.0600833103 . —PMID 16537396 .
  5. 1 2 Pritham EJ , Putliwala T. , Feschotte C. Mavericks, una nueva clase de elementos transponibles gigantes generalizados en eucariotas y relacionados con virus de ADN.  (Inglés)  // Gen. - 2007. - vol. 390, núm. 1-2 . - Pág. 3-17. -doi : 10.1016/ j.gene.2006.08.008 . — PMID 17034960 .
  6. Yutin N. , Shevchenko S. , Kapitonov V. , Krupovic M. , Koonin EV Un nuevo grupo de diversos virus similares a Polinton descubiertos mediante análisis de metagenoma.  (Inglés)  // Biología BMC. - 2015. - Vol. 13. - Pág. 95. - doi : 10.1186/s12915-015-0207-4 . —PMID 26560305 .
  7. 1 2 3 Krupovic M. , Koonin EV Transposones de autosíntesis : jugadores clave inesperados en la evolución de virus y sistemas de defensa.  (Inglés)  // Opinión actual en microbiología. - 2016. - Vol. 31. - Pág. 25-33. -doi : 10.1016 / j.mib.2016.01.006 . —PMID 26836982 .
  8. Krupovic M. , Bamford DH , Koonin EV La conservación de las proteínas principales y secundarias de la cápside del rollo de gelatina en los transposones de Polinton (Maverick) sugiere que son virus auténticos.  (Inglés)  // Biología directa. - 2014. - Vol. 9. - Pág. 6. - doi : 10.1186/1745-6150-9-6 . —PMID 24773695 .
  9. 1 2 Yutin N. , Raoult D. , Koonin EV Virófagos, polintones y transpovirones: una red evolutiva compleja de diversos elementos genéticos egoístas con diferentes estrategias de reproducción.  (Inglés)  // Revista de virología. - 2013. - Vol. 10. - Pág. 158. - doi : 10.1186/1743-422X-10-158 . —PMID 23701946 .
  10. Dupuy C. , Periquet G. , Serbielle C. , Bézier A. , Louis F. , Drezen JM Transfer of a chromosomal Maverick to endogenous bracovirus in a parasitoid wasp.  (Inglés)  // Genética. - 2011. - vol. 139, núm. 4 . - Pág. 489-496. -doi : 10.1007 / s10709-011-9569-x . —PMID 21451967 .