A az IS elemek azonosítása az E. coli-ban
az is elemeket először a lac-ba (Malamy, 1966, 1970) és a gal operonokba (Saedler and Starlinger, 1967a, b; Jordan et al., 1967; Adhya és Shapiro, 1969) E. coli és a lambda bakteriofág (Brachet et al., 1970)., Az elemek a gén null mutációját okozzák, amelybe integrálódnak, és nagyon erős poláris hatást gyakorolnak az operon minden génjére, amely disztálisan helyezkedik el a mutált génnel. A mutációk spontán módon visszatérnek a vad típusba, de a mutagének nem tudták növelni a reverzió gyakoriságát. Ez felvetette azt a gyanút, hogy a mutációk nem pontmutációk, hanem DNS átrendeződések.,
bizonyítható, hogy a mutáció DNS-t adott a gal operonhoz a transzdukáló lambda dgal bakteriofág sűrűségének összehasonlításával, amely a mutációt hordozta vagy nem hordozta, és egyébként isogén (Jordan et al., 1968; Shapiro, 1969). Ez kizárta annak lehetőségét, hogy a mutációkat a DNS inverziója okozta. Annak érdekében, hogy megkülönböztessük a két fennmaradó lehetőséget, a gal operon egy részének megkettőzését vagy a független DNS ezen operonjába való beillesztését, Michaelis et al., (1969) a mutált és a nem mutált DNS-t úgy hasonlította össze, hogy a mutánsról mindkét DNS-re átírt RNS-t hibridizálta. Ezek a kísérletek egyértelműen kimutatták, hogy a mutánsokban található extra DNS nem a gal operonból származik. Ezenkívül kimutatható, hogy a két független mutánsban lévő extra DNS legalább néhány ilyen szekvenciát megosztott. Ez felvetette annak lehetőségét, hogy a mutánsokat nem az E. coli DNS véletlenszerű szegmenseinek beillesztése okozta, hanem a specifikus átültethető elemek átültetése.,
Ez a hipotézis igaznak bizonyult, amikor nagyobb számú mutánsot vizsgáltak heteroduplex DNS-molekulák behelyezésével az elektronmikroszkópba (Fiandt et al., 1972; Hirsch et al., 1972a, b; Malamy et al., 1972). Négy különböző elemet lehetett azonosítani abban az időben. Ezeket beillesztési szekvenciáknak (IS) nevezték, és egymás után IS1-et számoztak IS4-en keresztül. Az IS1 körülbelül 0,8 Kb (kilobázis) hosszú. A másik az elemek hossza körülbelül 1,5 Kb. Egy ötödik elem, IS5, hasonló méretű (Blattner et al.,, 1974) és egy kicsit több, mint 5 Kb-os nagyobb elemet, amelyet történelmi okokból γ-δ-nak(Guyer, 1978) neveznek, azóta észlelték, de úgy tűnik, hogy a szám közel van az E. coli K12 telítettségéhez.
az elektronmikroszkóp korlátain belül a különböző is elemek nem osztanak szekvenciákat, míg ugyanazon elem különböző izolátumai azonosak. Természetesen ez nem zárja ki az utóbbi közötti Kis szekvencia-különbségeket.,
Hibridizáció a megfelelő DNS egyetlen szál megosztása csak az AZ elem, kiegészítő formájában, amelyet az emésztést, a single-strand-specifikus nucleases lehetővé teszi az elszigeteltség, a DNS tiszta formában (Ohtsubo, valamint Ohtsubo, 1976; Schmidt et al., 1976). A DNS-restrikciós analízis és szekvenálási módszerek gyors fejlődése valóban lehetővé tette az IS1 teljes szekvenciájának meghatározását (Ohtsubo and Ohtsubo, 1978; Johnsrud, 1979) és IS2 (Ghosal et al., 1979a). Az IS4 sorrendje a fejezet írásakor közel van a befejezéshez (R. Klaer et al., publikálatlan kísérletek).,
DNS-DNS hibridizációs technikákat alkalmaztak az IS-elemek jelenlétének megkeresésére az E. coli kromoszómában. Az is1 és IS2 ∼8, illetve ∼5 példányban van jelen (Saedler és Heiss, 1973). A Southern blotting technikájának alkalmazása lehetővé tette az IS3 példányszámának pontos meghatározását az E. coli K12-ben és az IS4-ben . Ezenkívül kimutatták, hogy az IS-elemek egy részét az E. coli termékenységi plazmid F (Davison et al., 1975., 1975).,
az IS-elemek nem ismertek olyan gének kódolására, amelyeket fehérjékre fordítanak, bár az IS1 esetében az ismert DNS-szekvencia nem zárja ki annak lehetőségét, hogy a (néhány) korlátozott méretű peptidre (peptidre) fordítsanak. Az IS elemek hossza kizárja a nagy fehérjék képződését. Az IS-elemek ismert hatásai ezért csak a cis pozícióban lévő pozícióra, ahol integrálódnak, valamint a szomszédos DNS-szekvenciákra korlátozódnak. Ezeket a hatásokat a következő szakaszok írják le.
az átültethető DNS-elemek egy másik osztályát 1974 óta írják le., Ezeket transzpozonoknak nevezik. Rendszerint nagyobbak, mint az elemek, és olyan hatások által detektálódnak, amelyeket a transzpozon DNS-ben kódolt fehérje okoz. Az első transzpozonok leírt kódolja antibiotikumokkal szembeni rezisztencia, és a legtöbb transzpozonok ismert carry resistance gének (Datta et al., 1971; Hedges and Jacob, 1974; for reviews, see Cohen, 1976; Kleckner, 1977). Vannak azonban olyan transzpozonok, amelyek E. coli enterotoxint kódolnak (tehát et al., 1979), vagy a laktóz fermentáció génjei (Cornells et al., 1979)., A TN3 a β-laktamáz gén hordozása mellett az átültetési folyamatban részt vevő géneket is hordoz (Heffron et al., 1977; Gill et al., 1978; Chou et al., 1979). Ugyanez igaz a Tn5-re (Berg et al., 1978).
A transzpozonok a természetben plazmidok részeként találhatók. A plazmidok közötti átültetés magyarázza a különböző plazmidok többszörös gyógyszerrezisztenciájával kapcsolatos változékonyságot. A laboratóriumban kimutatták a bakteriofág genomjába történő átültetést, valamint a bakteriális kromoszómába való átültetést., Az ismert transzpozonok egyike sem az E. coli K12 kromoszóma természetes összetevője.
a transzpozonokról szóló irodalom gyorsan bővül, és a cikk írásakor ismert sok különböző transzpozon leírására az olvasót e téma átfogóbb áttekintésére utalják.
az eddig vizsgált transzpozonoknak közös szerkezete van: terminijükben ismétlődő DNS-szekvenciát hordoznak, és egyedi DNS-kódoló géneket az ismétlődő DNS-szekvenciák között. A legtöbb esetben az ismétlődő DNS-szekvenciák egymáshoz képest invertálódnak., Méretük változó. Egyes transzpozonokban a fordított ismétlések körülbelül 1,5 Kb-ot tesznek ki, és okkal feltételezhető, hogy ezek a szekvenciák egymástól függetlenül átültethetők. Más esetekben az ismételt DNS csak körülbelül 0,15 Kb (például Tn1–3, amely az ampicillin rezisztenciát kódolja (Heffron et al., 1975; Kopecko és Cohen, 1975).
a TN9 esetében a kloramfenikollal (McHattie és Jackowski, 1977) és a Tn1681-gyel szembeni kódoló rezisztencia, amely E. coli enterotoxint kódol (So et al., 1979), a termini-ben megismételt sorrend IS1., Az utóbbi esetben az IS1 két példánya viszonylag egymással fordított, míg az előbbi esetben a két IS1 példány közvetlen ismétlés. Mivel az IS1 DNS-szekvenciájából ismert, hogy ezt az elemet maga a kis, nem megfelelő DNS-ismétlések szüntetik meg, az általános szabály, hogy a transzpozonok nagyon terminini fordított ismétlések, még a Tn9 esetében is megmarad. Valóban, az IS2 esetében (Ghosal et al., 1979a) és IS4 (Habermann et al., 1979), fordított ismétlések találhatók a termini., E megfigyelés általánossága akár ezen fordított ismétlések szerepét is magában foglalhatja az átültetési folyamatban.