Identifikace Prvků JE v E. coli
prvky byly poprvé detekovány účinků pokud se tyto prvky jsou integrovány do lac (Malamy, 1966, 1970) a gal operons (Saedler a Priv, 1967a,b; Jordan et al., 1967; Adhya a Shapiro, 1969) z E. coli a do počátku doprava operon jeho bakteriofága lambda (Brachet et al., 1970)., Prvky způsobují nulovou mutaci genu, do kterého se integrují, a velmi silný polární účinek na všechny geny operonu umístěné distálně k mutovanému genu. Mutace se spontánně vracejí k divokému typu, ale četnost reverze nemohla být mutageny zvýšena. To vyvolalo podezření, že mutace nebyly bodové mutace, ale přeskupení DNA.,
To může být prokázáno, že mutace přidána DNA gal operon porovnáním hustoty transdukce λ dgal bakteriofága, který udělal, nebo ne nést mutace a byly jinak je izogenní (Jordan et al., 1968; Shapiro, 1969). To vyloučilo možnost, že mutace byly způsobeny inverzí DNA. Za účelem rozlišení mezi dvě zbývající možnosti, duplikace části gal operon nebo vkládání do této operace nesouvisející DNA, Michaelis et al., (1969) porovnával mutovanou a nemutovanou DNA hybridizací RNA transkribované z mutantu na DNA. Tyto experimenty jasně ukázaly, že další DNA nalezená v mutantech nebyla odvozena od gal operonu. Kromě toho by mohlo být prokázáno, že extra DNA u dvou nezávislých mutantů sdílela alespoň některé z těchto sekvencí. To zvýšilo možnost, že mutanty nebyly způsobeny vložení náhodné segmenty z E. coli DNA, ale spíše na provedení konkrétního transpozonů.,
Tato hypotéza byla ukázaly být pravdivé, když větší počet mutantů byly zkoumány vložením heteroduplexu DNA molekul v elektronovém mikroskopu (Fiandt et al., 1972; Hirsch et al., 1972a, b; Malamy et al., 1972). V té době bylo možné identifikovat čtyři různé prvky. Byly nazývány vkládací sekvence (IS) a číslovány postupně IS1 až IS4. IS1 je přibližně 0,8 Kb (kilobáz) dlouhá. Druhá je, že prvky mají délku kolem 1,5 Kb. Pátý prvek, IS5, podobné velikosti (Blattner et al.,, 1974) a větší prvek trochu více než 5 Kb, která se z historických důvodů nazývá γ-δ(Guyer, 1978), byly zjištěny od, ale počet se zdá být v blízkosti nasycení na E. coli K12.
v rámci omezení elektronového mikroskopu, různé prvky IS nesdílejí sekvence, zatímco různé izoláty stejného prvku jsou identické. To samozřejmě nevylučuje malé sekvenční rozdíly mezi nimi.,
Hybridizace vhodných DNA, jeden prameny sdílení pouze JE prvek v doplňkové formě, následuje trávení s single-strand-specifickými nukleázami umožnit izolaci DNA v čisté formě (Ohtsubo a Ohtsubo, 1976; Schmidt et al., 1976). Rychlý rozvoj DNA restrikční analýza a sekvenční metody, ve skutečnosti, umožnila stanovení kompletní sekvence IS1 (Ohtsubo a Ohtsubo, 1978; Johnsrud, 1979), a IS2 (Ghosal et al., 1979a). Sekvence IS4 je blízko dokončení v době psaní této kapitoly (R.Klaer et al., nepublikované experimenty).,
byly použity metody hybridizace DNA–DNA k hledání přítomnosti prvků IS v chromozomu E. coli. IS1 a IS2 jsou přítomny v výtiscích ∼8 a ∼5 (Saedler a Heiss, 1973). Použití Southern blotting technika umožnila přesné určení počtu kopií IS3 v E. coli K12 , a IS4 . Kromě toho bylo prokázáno, že některé prvky IS jsou neseny na plazmidu fertility E. coli (Davison et al., 1975a) a na některých R faktorech (Hu et al., 1975).,
prvky jsou není známo, že kódování genů, které jsou překládány do proteinů, i když v případě IS1 známé sekvence DNA nevylučuje možnost překladu do (několika) peptid (y) omezenou velikost. Délka prvků IS vylučuje tvorbu velkých proteinů. Známé účinky prvků IS jsou proto omezeny na polohu, kde jsou integrovány, a na sousední sekvence DNA v poloze cis. Tyto účinky jsou popsány v následujících částech.
od roku 1974 byla popsána další třída transpozabilních DNA prvků., Nazývají se transposony. Zpravidla jsou větší než prvky IS a jsou detekovány účinky, které jsou způsobeny proteinem kódovaným v transpozonové DNA. První transposony popsané kódují rezistenci na antibiotika a většina známých transpozonů nese geny rezistence (Datta et al., 1971; Hedges a Jacob, 1974; pro recenze, viz Cohen, 1976; Kleckner, 1977). Existují však transpozony, které kódují enterotoxin E. coli(So et al., 1979) nebo geny pro fermentaci laktózy (Cornells et al., 1979)., Tn3, kromě nesení genu pro β laktamázu, také nese geny zapojené do transpozičního procesu (Heffron et al., 1977; Gill et al., 1978; Chou et al., 1979). Totéž se zdá být pravda pro Tn5 (Berg et al., 1978).
transpozony se nacházejí v přírodě jako části plazmidů. Transpozice mezi plazmidy vysvětluje variabilitu zjištěnou s ohledem na mnohočetnou lékovou rezistenci různých plazmidů. V laboratoři byla zjištěna transpozice do genomu bakteriofágu a transpozice k bakteriálnímu chromozomu., Žádný ze známých transpozonů však není přirozenou složkou chromozomu E. coli K12.
literatura o transpozony se rychle rozšiřuje, a pro popis mnoha různých transpozony známé v době psaní tohoto článku, čtenář se odkazuje na obsáhlejší recenze tohoto tématu.
všechny dosud zkoumané transpozony mají společnou strukturu: nesou opakovanou sekvenci DNA na jejich termini a jedinečné geny kódující DNA mezi těmito opakovanými sekvencemi DNA. Ve většině případů jsou opakované sekvence DNA navzájem obráceny., Jejich velikost je variabilní. V některých transpozony obrácené repetice jsou asi 1,5 Kb, a tam je důvod k podezření, že tyto sekvence jsou samostatně transponovatelné prvky. V ostatních případech je opakovaná DNA pouze asi 0,15 Kb (např. Tn1–3, kódující rezistenci ampicilinu (Heffron et al., 1975; Kopecko a Cohen, 1975).
V případě, Tn9, kódující rezistenci k chloramfenikolu (McHattie a Jackowski, 1977), a Tn1681, kódování E. coli enterotoxin (Tak et al., 1979), sekvence opakovaná na termini je IS1., V druhém případě jsou obě kopie IS1 relativně obráceny k sobě, zatímco v prvním případě jsou dvě kopie IS1 přímými opakováními. Jak je známo z DNA sekvence IS1, že tento prvek sám o sobě je ukončena malé neodpovídající DNA se opakuje, platí obecné pravidlo, že velmi termini transpozonů jsou obrácené opakování, je zachována i pro Tn9. Ve skutečnosti v případě IS2 (Ghosal et al., 1979a) a IS4 (Habermann et al., 1979), obrácené repetice se nacházejí v jejich termini., Obecnost tohoto pozorování může dokonce znamenat roli těchto obrácených opakování v procesu transpozice.