Long interspersed nuclear element

Een long interspersed nuclear element (LINE) (lang verspreid kernelement) is een 6 - 7 kbp lang, vaak herhaald (repeat) en relatief vrij verspreid voorkomende DNA-sequentie in een genoom.^[1] De eerste beschrijving van een ongeveer 6,4 kb lange LINE werd in 1980 door J. Adams et al. gepubliceerd.^[2]

Een LINE bestaat uit een interne promotor voor het RNA-polymerase II, een 5' niet transcripteerbaar gebied en twee open leesramen. LINE's zijn springende genen, die een ribonucleïnezuur (RNA) als tussenstap gebruiken (retro-element) en geen long terminal repeat (lang eindstandige herhaling) bevatten. Ze vermeerderen zich door retrotranspositie, waarbij eerst een RNA-transcriptie gemaakt wordt, waarvan vervolgens met het enzym reverse-transcriptase weer DNA gemaakt wordt. De twee open leesramen geven twee eiwitten: een voor de binding en transport van RNA en één met een activiteit voor een reverse transcriptase en een endonuclease.

De interne promotor zorgt ervoor dat het RNA-polymerase II uit zich zelf de transcriptie uitvoert. De endonuclease knipt op een bepaalde sequentie het DNA door (vaak is dit een oligo(dT). dT=desoxythymidine) en zorgt zo voor een vrij 3'-OH, dat weer als primer voor de reverse transcriptie dient. Aan dit oligo(dT) maakt zich een oligo(A)-staart (functie van de poly(A)-staart) vast, waarmee het LINE-mRNA als matrijs kan dienen. Het gevormde cDNA wordt in het genoom opgenomen.^[3] Vaak loopt de reverse transcriptase niet door tot het 5'-eind van de LINE-matrijs, waardoor maar een kleiner deel van de LINE in het genoom nog als springend gen kan werken.^[4]

Voorkomen[bewerken | brontekst bewerken]

LINE's komen vooral voor in AT-rijke (adenine,thymine) gebieden van het heterochromatine. De betreffende G-banden kunnen zichtbaar gemaakt worden door een Giemsa-kleuring van de metafase chromosomen. Heterochromatine gebieden rijk aan adenine en thymine geven donkere banden op het chomosoom bij Giemsa-kleuring. Het menselijke genoom bestaat uit iets meer dan 20 % LINE's, waarvan de meeste bestaan uit LINE-1, LINE-2 en LINE-3.^[4]^[5]

G-banden bij het
menselijke chromosoom 9

Indeling van LINE's[bewerken | brontekst bewerken]

Op grond van structuurkenmerken en de fylogenie van het sleutelenzym, het reverse-transcriptase, worden de LINE's in vijf hoofdgroepen ingedeeld. Deze zijn: L1, RTE, R2, I en Jockey, die op hun beurt weer onderverdeeld kunnen worden in ten minste 28 clades.^[6]

Regulering van de werking van LINE[bewerken | brontekst bewerken]

Gastheercellen reguleren het verplaatsen van de springende LINE's door bijvoorbeeld epigenetische silencing (remming). Het RNA-interferentie (RNAi) mechanisme van small interfering RNA's afkomstig van LINE1 kan het verplaatsen van de LINE1-sequentie onderdrukken.^[7]

Bij planten kan epigenetische verandering van LINE's de expressie van in de buurt liggende genen veranderen en zelfs het fenotype veranderen. Zo is bij de oliepalm in de weefselkweek door methylering van een Karma-type LINE de somaklonale 'mantled' variëteit met een sterke verlaging van de opbrengst ontstaan.^[8] Somaklonale variatie is een fenotypische afwijking, die tijdens de weefselkweek ontstaat.

Zie ook[bewerken | brontekst bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties

↑ Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick, James D. Watson, Watson Molekularbiologie, ISBN = 978-3868940299, 2010, 404
↑ Adams, J. W., Kaufman, R. E., Kretschmer, P. J., Harrison, M., Nienhuis, A. W. (1980). A family of long reiterated DNA sequences, one copy of which is next to the human beta globin gene. Nucleic Acids Research 8 (24): 6113–6128. DOI: 10.1093/nar/8.24.6113.
↑ Luan, D. D., Korman, M. H., Jakubczak, J. L., Eickbush, T. H. (1993). Reverse transcription of R2Bm RNA is primed by a nick at the chromosomal target site: A mechanism for non-LTR retrotransposition. Cell 72 (4): 595–605. PMID 7679954. DOI: 10.1016/0092-8674(93)90078-5.
↑ ^a ^b Werner Buselmaier, Biologie für Mediziner, Springer, ISBN = 978-3540293743, 2006, 206
↑ Lander ES, Linton LM, Birren B, et al. (February 2001). Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 409 (6822): 860–921. PMID 11237011. DOI: 10.1038/35057062.
↑ Kapitonov, VV, Tempel, S, Jurka, J (15 december 2009). Simple and fast classification of non-LTR retrotransposons based on phylogeny of their RT domain protein sequences.. Gene 448 (2): 207–13. PMID 19651192. PMC 2829327. DOI: 10.1016/j.gene.2009.07.019.
↑ Yang, N (2006). L1 retrotransposition is suppressed by endogenously encoded small interfering RNAs in human cultured cells. Nature Structural & Molecular Biology 13 (9): 763–71. PMID 16936727. DOI: 10.1038/nsmb1141.
↑ Ong-Abdullah, M, Ordway, JM, Jiang, N, Ooi, SE, Kok, SY (24 september 2015). Loss of Karma transposon methylation underlies the mantled somaclonal variant of oil palm.. Nature 525 (7570): 533–7. PMID 26352475. DOI: 10.1038/nature15365.

[Molekularbiologie-1] Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick, James D. Watson, Watson Molekularbiologie, ISBN = 978-3868940299, 2010, 404

[Adams1980-2] Adams, J. W., Kaufman, R. E., Kretschmer, P. J., Harrison, M., Nienhuis, A. W. (1980). A family of long reiterated DNA sequences, one copy of which is next to the human beta globin gene. Nucleic Acids Research 8 (24): 6113–6128. DOI: 10.1093/nar/8.24.6113.

[Luan1993-3] Luan, D. D., Korman, M. H., Jakubczak, J. L., Eickbush, T. H. (1993). Reverse transcription of R2Bm RNA is primed by a nick at the chromosomal target site: A mechanism for non-LTR retrotransposition. Cell 72 (4): 595–605. PMID 7679954. DOI: 10.1016/0092-8674(93)90078-5.

[buselmaier-4] Werner Buselmaier, Biologie für Mediziner, Springer, ISBN = 978-3540293743, 2006, 206

[Landeretal-5] Lander ES, Linton LM, Birren B, et al. (February 2001). Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 409 (6822): 860–921. PMID 11237011. DOI: 10.1038/35057062.

[6] Kapitonov, VV, Tempel, S, Jurka, J (15 december 2009). Simple and fast classification of non-LTR retrotransposons based on phylogeny of their RT domain protein sequences.. Gene 448 (2): 207–13. PMID 19651192. PMC 2829327. DOI: 10.1016/j.gene.2009.07.019.

[7] Yang, N (2006). L1 retrotransposition is suppressed by endogenously encoded small interfering RNAs in human cultured cells. Nature Structural & Molecular Biology 13 (9): 763–71. PMID 16936727. DOI: 10.1038/nsmb1141.

[8] Ong-Abdullah, M, Ordway, JM, Jiang, N, Ooi, SE, Kok, SY (24 september 2015). Loss of Karma transposon methylation underlies the mantled somaclonal variant of oil palm.. Nature 525 (7570): 533–7. PMID 26352475. DOI: 10.1038/nature15365.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]