Što je prijenosni element?

Prijenosni element, ili transposon, pokretni je komad genetskog materijala. Ove sekvence deoksiribonukleinske kiseline (DNK) se ili višestruko repliciraju unutar genoma ili se pomiču u izvornom obliku. Zbog svoje sposobnosti stvaranja novih gena, prenosivi elementi smatraju se mutagenima i uvozni su uređaj u evoluciji. Proučavaju se prenosivi elementi kako bi se bolje razumjelo genetske promjene i uzroke bolesti.

Američka znanstvenica Barbara McClintock prvi put je otkrila prijenosni element krajem Drugog svjetskog rata. Proučavala je metode reprodukcije kukuruza, odnosno kukuruza, s naglaskom na tome kako se kromosomi mijenjaju. Izradila je i prvu genetsku kartu za kukuruz. Njezino istraživanje u početku je naišlo na skepticizam. Tek 1983. godine dobila je Nobelovu nagradu za svoj rad.

Prva moguća metoda mobilnosti za prijenosni element slična je funkciji “copy and paste” na računalu. Ove vrste prijenosnih elemenata kategorizirane su kao klasa I i ponekad se nazivaju retrotranspozonima. U ovom načinu replikacije koristi se posrednik ribonukleinske kiseline (RNA). Retrotranspozoni su osobito bogati u biljkama i drugim eukariotima, odnosno organizmima sa složenim stanicama. Gotovo polovica ljudskog genoma sastoji se od ovog oblika prijenosnog elementa.

DNA transpozoni su druga vrsta prenosivih elemenata, kategorizirana kao klasa II. Umjesto da koriste RNA intermedijer, elementi klase II općenito koriste enzime u procesu sličnom “izrezati i zalijepiti”. Enzimi su vrste molekula koje pomažu ubrzati kemijske reakcije u organizmu. DNA transpozoni su rjeđi u ljudskom genomu od retrotranspozona, ali i dalje igraju važnu ulogu u evoluciji.

Poznato je da prenosivi elementi uzrokuju bolesti. Hemofilija A i B, predispozicija za rak i vrsta mišićne distrofije mogu biti uzrokovani ovakvom promjenom genetskog materijala. Ako je prijenosni element umetnut u funkcionalni gen, može onemogućiti cijeli gen. Ako izlazni DNA transpozon ostavi prazninu u genu, gen obično nije ispravno popravljen.

Stanice obično imaju obrambene mehanizme protiv pretjeranih genetskih promjena. Bakterije mogu redovito brisati velike dijelove svog genoma kao zaštita od širenja virusa i prijenosnih elemenata. Eukarioti mogu koristiti RNA molekule u svojim stanicama kako bi ometali aktivnost prijenosnih elemenata. Ove mjere su evolucijske prilagodbe koje pomažu držati nove mutacije pod kontrolom.

Evolucija prijenosnih elemenata nije dobro shvaćena. Neki vjeruju da je ovaj fenomen nastao rano u evolucijskoj povijesti života i prenio se na kasnije vrste. Drugi tvrde da su elementi nastali više puta neovisno jedan o drugom. Druga mogućnost je da su se elementi koji se mogu prenositi mogli evoluirati u novije vrijeme i proširiti se na različite oblike života kroz proces koji se naziva horizontalni prijenos gena. U svakom slučaju, prenosivi elementi danas se nalaze u svim važnijim granama života.