Τι είναι τα τρανσποζόνια;

Τα τρανσποζόνια, που ονομάζονται επίσης μετατιθέμενα στοιχεία (TEs) ή «γονίδια άλματος», είναι γενετικά μοτίβα που μετακινούνται από τη μια τοποθέτηση γονιδιώματος στην άλλη. Τα ΤΕ βρίσκονται συνήθως στις αλληλουχίες του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων και των φυτών. Η μεταβαλλόμενη θέση των τρανσποζονίων μέσα σε μια γενετική δομή μπορεί μερικές φορές να προκαλέσει μεταλλάξεις ή ορατές κηλίδες.

Αρχικά, τα μεταφερόμενα στοιχεία ανακαλύφθηκαν από την Barbara McClintock και τον Marcus Rhoades στις αρχές της δεκαετίας του 1930. Πριν από αυτή την ανακάλυψη, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το DNA ήταν σταθερό και αμετάβλητο. Η μελέτη των τρανσποζονίων βελτίωσε σημαντικά την κατανόηση του πώς οι γενετικοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν έναν οργανισμό. Αν και αυτές οι πρωτοποριακές μελέτες δεν έγιναν αμέσως αποδεκτές, το έργο της McClintock της χάρισε το βραβείο Νόμπελ το 1983.

Υπάρχουν δύο γενικές ποικιλίες τρανσποζονίων. Τα τρανσποζόνια κατηγορίας ΙΙ αποτελούνται από DNA που μετακινείται από τη μια γενετική τοποθεσία στην άλλη με άμεσο τρόπο, παρόμοιο με την «αντιγραφή και επικόλληση» γραμμάτων από μια περιοχή μιας πρότασης σε διαφορετικό μέρος. Εναλλακτικά, τα τρανσποζόνια κατηγορίας Ι έχουν ένα επιπλέον βήμα στη διαδικασία διπλασιασμού, αντιγράφοντας ένα μοτίβο DNA σε ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) και στη συνέχεια μετατρέποντάς το ξανά σε DNA σε άλλη τοποθεσία. Ένα τρανσποζόνιο Κατηγορίας Ι ονομάζεται μερικές φορές «ρετροτρανσποζόνιο», που σημαίνει ότι κάθε τμήμα γενετικής πληροφορίας πρέπει να αποκωδικοποιηθεί από το RNA προτού εισαχθεί σε μια νέα θέση.

Οι επιστήμονες δεν κατανοούν πλήρως το όφελος ή τον σκοπό των μεταφερόμενων στοιχείων από τις αρχές του 2012. Στην πραγματικότητα, πολλοί ειδικοί τα αναφέρουν ως «σκουπίδια» DNA επειδή δεν φαίνεται να βελτιώνουν την ποιότητα ενός οργανισμού ξενιστή. Μερικοί επιστήμονες θεωρούν ότι η ποικιλία που προκαλείται από μεταφερόμενα στοιχεία είναι σημαντική για τη φυσική επιλογή. Ωστόσο, δεν υπάρχει καμία απόδειξη ότι αυτό είναι αλήθεια.

Ενώ η έρευνα για τα οφέλη συνεχίζεται, οι φυσικές αλλαγές που προκαλούνται από τα ΤΕ είναι εύκολο να παρατηρηθούν. Για παράδειγμα, οι γενετικές μεταλλάξεις που προκαλούνται από μετατιθέμενα στοιχεία μπορούν να φανούν στην «ινδική» ποικιλία καλαμποκιού. Κάθε τρανσποζόνιο δημιουργεί έναν άχρωμο πυρήνα. Μοτίβα σκούρων και ανοιχτόχρωμων μεταλλαγμένων πυρήνων δίνουν στο στάχυ μια μωσαϊκή εμφάνιση. Αυτά τα μοτίβα γονιδίων τρανσποζονίων δεν βλάπτουν το φυτό, αλλά του δίνουν μια αποχρωματισμένη εμφάνιση.

Ορισμένοι ερευνητές ελπίζουν να χρησιμοποιήσουν μετατιθέμενα στοιχεία για να τροποποιήσουν τις γενετικές δομές με θετικό τρόπο. Ελέγχοντας κάθε τρανσποζόνιο, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να αποτρέψουν την εμφάνιση ανεπιθύμητων μεταλλάξεων. Η ικανότητα επηρεασμού των μεταλλάξεων σε γενετικό επίπεδο θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντικές ανακαλύψεις στη θεραπεία και την πρόληψη της νόσου.