Transposon

Die Retrotransposons stellen drei der vier Transposonklassen im menschlichen Genom. Angelehnt an die Mechanismen der reversen Transkriptase kommt auch der Namensteil "Retro" zustande.

Nach aktuellem Stand der Forschung sind Retrotransposons Überbleibsel von DNA-Stücken aus Retro-Viren, welche in der infizierten Zelle zurückgeblieben sind und sich somit in das jeweilige Genom eingebaut haben.

Man unterscheidet bei den Retrotransposons verschiedene Unterklassen:

LINEs machen ca. 20 % des menschlichen Genoms aus und zählen zu den autonomen Transposons, also zu denjenigen, die noch aktiv für Gene transkribieren. Innerhalb der LINE-Familie unterscheidet man aktuell noch LINE1, LINE2 und LINE3, wobei L1 den mengenmässig größten Anteil stellt und auch der aktive Teil ist.

In Hinblick auf die Medizin ist die L1-Familie von großer Bedeutung, da einige Erkrankungen auf darauf zurückzuführen sind, dass ein L1-Element bestimmte Gene durch Transponierung aktiviert oder auch inaktiviert.

• Aufbau des L1- Elementes:
  • 2 offene Leseraster (ORF1 und ORF2)
  • ORF1 = 1kb; kodiert für das Protein P40
  • ORF2 = 4kb; kodiert für ein Protein mit Endonuclease- bzw. Transkriptaseaktivität

SINEs sind nicht autonome Transposons, was gleichbedeutend damit ist, dass sie keine Proteine kodieren. Sie machen im Genom einen Anteil von ca. 10-12% aus.

Wichtigster Vertreter ist die sogenannte ALU-Familie, die nach dem Restiktionsenzym ALU1 benannt ist. ALU-Elemente sind wie folgt aufgebaut:

• 2 Tandem Repeats
• dazwischen ein AT-reiche Sequenz
• im 2. Tandem Repeat kommt noch eine 32bp lange Sequenz vor

ALU-Repeats weisen einen hohen Cytosin/Guanosin-Anteil auf.

LTR steht für "long terminal Repeats" was bedeutet, dass diese Transposongruppe von identischen Sequenzen umschlossen ist. Es gibt autonome und nicht-autonome LTR-Retrotransposons. Die endogenen retroviralen Sequenzen (ERV) stellen den autonomen Anteil dar und kodieren für das Gen der reversen Transkriptase "pol". Die LTR-Retrotransposons machen einen Anteil von ca. 5% im Genom aus und sind, was den jetzigen Stand der Forschung angeht, nicht mehr aktiv, d.h. es findet keine Transposition mehr statt.

Prominenter Vertreter eines infektiösen LTR-Retrotransposons ist das HI-Virus.

Die vierte Klasse, die DNA-Transposons, machen einen Anteil von ca. 3% im Genom aus und transponieren nicht mehr. Nur sehr wenige Gene des Menschen lassen sich auf diese Klasse der Transposons zurückführen, welche in den Familien

• MER-1 und
• MER-2

zusammengefasst wurden.

Die DNA-Transposons werden nicht in cDNA umgeschrieben, sondern direkt ausgeschnitten und an einer anderen Stelle eingefügt.