stringtranslate.com

Поллинтон

Полинтоны (также называемые Mavericks) — это крупные ДНК-транспозоны, которые содержат гены с гомологией вирусным белкам и которые часто встречаются в эукариотических геномах . Они были впервые обнаружены в середине 2000- х годов и являются крупнейшими и наиболее сложными из известных ДНК-транспозонов. Полинтоны кодируют до 10 отдельных белков и получили свое название от двух ключевых белков, ДНК- полимеразы и ретровирусной интегразы . [1] [2] [3] [4] [5]

Характеристики

Типичный полинтон имеет размер около 15–20 килобаз , хотя были описаны примеры размером до 40 кб. [6] Полинтоны кодируют до 10 белков, ключевыми элементами которых являются протеин-примированная ДНК-полимераза типа B и ретровирусная -подобная интеграза , от которой они получили свое название. Полинтоны иногда называют «самосинтезирующими» транспозонами, потому что они кодируют белки, необходимые для саморепликации. [5] Большинство полинтонов также кодируют аденовирусную -подобную цистеиновую протеазу , FtsK -подобную АТФазу и белки с гомологией свёрточной структуры вирусных капсидных белков. Наличие предполагаемых капсидных белков вызвало предположения, что полинтоны могут быть способны образовывать вирионы при некоторых условиях; однако это не было продемонстрировано экспериментально. [3] [5] [7]

Последовательности политона содержат концевые инвертированные повторы, характерные для мобильных элементов, обычно порядка 100–1000 пар оснований. [3] Они также обладают последовательностью дупликации целевого сайта из 6 пар оснований в месте вставки. [6]

Распределение

Полинтоны были обнаружены во всех группах эукариот, кроме Archaeplastida (включая красные водоросли , зеленые водоросли , глаукофиты и наземные растения ). Они особенно распространены у unikonts , группы, которая включает животных. [3] Патогенный паразит Trichomonas vaginalis , вызывающий трихомониаз , имеет уникальный геном, состоящий из 30% полинтонов. [ 2]

Эволюция

Генетическая сеть, связывающая различные типы вирусов Bamfordvirae и эгоистичные генетические элементы, представленные маркированными кругами. Связи между кругами имеют цветовую кодировку гена, гомология последовательности которого устанавливает связь. [8]

Ранние описания полинтонов идентифицировали их как, вероятно, древние, возрастом не менее одного миллиарда лет, и, возможно, связанные с ранним предком современных эукариот. [1] Филогенетический анализ известных последовательностей полинтонов подтверждает эту модель происхождения и предполагает, что передача полинтонов в основном вертикальная [6] (хотя сообщалось о горизонтальном переносе генов полинтонов [9] ).

Эволюционные отношения между полинтонами, двухцепочечными ДНК-вирусами и эгоистичными генетическими элементами сложны. Первые описания полинтонов связывали их последовательностью родства с линейными плазмидами , бактериофагами и аденовирусами . [1] Совсем недавно были выявлены отношения между полинтонами, вирофагами и гигантскими вирусами . Все больше считается, что полинтоны образуют один из компонентов сложной генетической сети, связывающей эгоистичные генетические элементы в эукариотических геномах с двухцепочечными ДНК-вирусами. Благодаря гомологии по крайней мере в одном, а обычно в нескольких генах, полинтоны эволюционно связаны с линейными плазмидами , вирофагами (особенно вирофагом Mavirus , семейство Lavidaviridae ), гигантскими вирусами ( Megavirales ), транспозонами Ginger 1, транспозонами Tlr1, трансповиронами , эукариотическими вирусами семейства Adenoviridae и бактериофагами семейства Tectiviridae . [3] [5] [8]

Класс вирусов Maveriviricetes назван в честь их сходства с транспозонами Maverick/Polinton. Все упомянутые вирусы объединены под классом Bamfordvirae из-за их капсида в виде двойного желеобразного ролла. [10] Некоторые вирусы, подобные полинтону (PLV), отличные от Tlr1, также были идентифицированы и пока не включены в таксон (предположительно под класс Maveriviricetes). [3]

Открытие и номенклатура

Гигантские мобильные элементы были первоначально обнаружены в середине 2000-х годов, начиная с описания нового семейства ретровирусных -подобных белков интегразы [11] , которые в 2005 году были описаны в мобильных элементах, получивших название Mavericks от Седрика Фешотта и Эллен Притхэм. [2] [12] Перекрывающийся класс мобильных элементов был описан в 2006 году под названием полинтоны , полученным от ключевых белков полимеразы и интегразы , Владимиром Капитоновым и Ежи Юркой . [1] Оба термина продолжают широко использоваться. [3] [6]

Из-за их вирусных капсидоподобных белков и способности к саморепликации было высказано предположение, что полинтоны способны образовывать вирионы и их следует называть полиновирусами . [7] Однако эта терминология пока не принята и ожидает экспериментальной проверки гипотезы вирионов. [3] [4]

Ссылки

  1. ^ abcd Капитонов, В.В.; Юрка, Дж. (14 марта 2006 г.). «Самосинтезирующие ДНК-транспозоны у эукариот». Труды Национальной академии наук . 103 (12): 4540–4545. Bibcode : 2006PNAS..103.4540K. doi : 10.1073/pnas.0600833103 . PMC  1450207. PMID  16537396 .
  2. ^ abc Pritham, Ellen J.; Putliwala, Tasneem; Feschotte, Cédric (апрель 2007 г.). «Mavericks, новый класс гигантских мобильных элементов, широко распространенных у эукариот и связанных с ДНК-вирусами». Gene . 390 (1–2): 3–17. doi :10.1016/j.gene.2006.08.008. PMID  17034960.
  3. ^ abcdefgh Крупович, Март; Кунин, Евгений В. (22 декабря 2014 г.). «Полинтоны: очаг эволюции эукариотических вирусов, транспозонов и плазмид». Nature Reviews Microbiology . 13 (2): 105–115. doi :10.1038/nrmicro3389. PMC 5898198. PMID 25534808  . 
  4. ^ ab Ютин, Наталья; Шевченко, София; Капитонов, Владимир; Крупович, Март; Кунин, Евгений В. (11 ноября 2015 г.). "Новая группа разнообразных вирусов типа Полинтона, обнаруженная с помощью анализа метагенома". BMC Biology . 13 (1): 95. doi : 10.1186/s12915-015-0207-4 . PMC 4642659 . PMID  26560305. 
  5. ^ abcd Крупович, Март; Кунин, Евгений В. (июнь 2016 г.). «Самосинтезирующие транспозоны: неожиданные ключевые игроки в эволюции вирусов и систем защиты». Current Opinion in Microbiology . 31 : 25–33. doi : 10.1016/j.mib.2016.01.006. PMC 4899294. PMID  26836982 . 
  6. ^ abcd Хаапа-Паананен, Сайя; Уолберг, Никлас; Савилахти, Харри (сентябрь 2014 г.). «Филогенетический анализ гигантских транспозонов Маверика/Полинтона в организмах». Молекулярная филогенетика и эволюция . 78 : 271–274. doi :10.1016/j.ympev.2014.05.024. ПМИД  24882428.
  7. ^ ab Крупович, Март; Бэмфорд, Деннис Х; Кунин, Юджин В (2014). «Сохранение основных и второстепенных белков капсида рулетиков в транспозонах Polinton (Maverick) предполагает, что они являются настоящими вирусами». Biology Direct . 9 (1): 6. doi : 10.1186/1745-6150-9-6 . PMC 4028283 . PMID  24773695. 
  8. ^ ab Ютин, Наталья; Рауль, Дидье; Кунин, Евгений В (2013). «Вирофаги, полинтоны и трансповироны: сложная эволюционная сеть разнообразных эгоистичных генетических элементов с различными стратегиями воспроизводства». Журнал вирусологии . 10 (1): 158. doi : 10.1186/1743-422X-10-158 . PMC 3671162. PMID  23701946 . 
  9. ^ Дюпюи, К.; Перике, Г.; Сербьель, К.; Безье, А.; Луи, Ф.; Дрезень, Дж. М. (31 марта 2011 г.). «Перенос хромосомного Maverick на эндогенный браковирус у паразитоидной осы». Генетика . 139 (4): 489–496. doi : 10.1007/s10709-011-9569-x. PMID  21451967. S2CID  20901926.
  10. ^ Koonin EV, Dolja VV, Krupovic M, Varsani A, Wolf YI, Yutin N, Zerbini M, Kuhn JH (октябрь 2019 г.). «Создать мегатаксономическую структуру, заполняющую все основные таксономические ранги, для ДНК-вирусов, кодирующих основные капсидные белки типа вертикальных желеобразных роллов». Предложение ICTV (Taxoprop) : 2019.003G. doi : 10.13140/RG.2.2.14886.47684.
  11. ^ Гао, X; Войтас, Д (март 2005 г.). «Семейство эукариотических генов, связанных с интегразами ретроэлементов». Trends in Genetics . 21 (3): 133–137. doi :10.1016/j.tig.2005.01.006. PMID  15734571.
  12. ^ Фешотте, К.; Притам, Э. (октябрь 2005 г.). «Не млекопитающие c-интегразы кодируются гигантскими мобильными элементами». Trends in Genetics . 21 (10): 551–552. doi :10.1016/j.tig.2005.07.007. PMID  16084623.