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Transposition: Tn5 in Aktion

Transposition ist eine weitere Methode um genetische Vielfalt herzustellen. Transposons sind mobile genetische Elemente, die selber die für das Ausschneiden und Wiedereinfügen in das Wirtsgenom kodieren. Bei dem Sprung an eine andere Stelle des Genoms können können sie weitere DNA befördern. Der Vorgang ist universell, man findet Transposons in allen Organismen von Bakterien bis zu Menschen. Je nach Mechanismus werden Transposons in Familien eingeteilt. Hier wird die Aktion von Transposon Tn5 beschrieben, auch die Struktur des beteiligten Enzyms.

domain 2 Die Tn5-Transposition erfolgt in mehreren Schritten:

    
 1  Das Enzym Transposase bindet an seine Erkennungssequenz
 2  Die beiden Transposase-Moleküle legen sich aneinander und bilden einen synaptischen Komplex
 3  Ein durch das Enzym aktiviertes Wassermolekül hydrolysiert einen DNA-Strang an der Tn5-Grenze
 4  Das in Schritt 3 freigesetzte 3'-Ende wird vom Enzam aktiviert zum Angriff auf den anderen DNA-Strang
 5  Eine Haarnadelschleife auf der Seite des Transposons läßt die Wirts-DNA frei
 6  Die Haanadelschleife wird von einem weiteren aktivierten Wassermolekül geöffnet
 7  Beide Enden des Transposons werden im Transposase-Komplex festgehalten. Dieser Zustand wird in der folgenden Animation gezeigt.
 8  Der Komplex sucht eine DNA-Zielsequenz
 9  Der Komplex bindet an die Ziel-DNA
 10  Die 3' hydroxyl-Grouppen von Tn5 werden aktiviert um die Ziel-DNA anzugreifen
 11  Das Transposon wird in die Ziel-DNA eingebaut
    

Die Tn5-Transposase wurde zusammen mit ihrer Erkennungssequenz-DNA kristallisiert und ihre atomare Struktur ermittelt. Ein Modell dieser Transposase in Aktion ist nur einen Klick entfernt:


 

Literatur:
A Bhasin et al, Hairpin formation in Tn5 transposition, J. Biol. Chem. 274 (1999) 37021-37029
PA Rice & TA Baker, Comparative architecture of transposase and integrase complexes, Nature Struct. Biol. 8 (2001) 302-307



http://www.papanatur.de/tn5scti/dtn5scti.htm / 17-5-2021 © Rolf Bergmann