Insertionssequenz

Insertionssequenzen (Insertionssequenz oder IS-Element) sind kurze, bewegliche autonome DNA-Stücke bei Bakterien, Archaea und einigen Bakteriophagen mit sich g

Insertionssequenzen (Insertionssequenz oder IS-Element) sind kurze, bewegliche autonome DNA-Stücke bei Bakterien, Archaea und einigen Bakteriophagen mit sich gegenläufig wiederholenden Endsequenzen (engl. inverted repeats), welche sich in DNA einfügen können. IS-Elemene sind die einfachste Form eines Transposons. Insertionssequenzen sind eine Form eigennütziger DNA.

Eigenschaften

Insertionssequenzen

  • besitzen eine Größe von circa 800–2000 bp
  • werden ca. alle 10 Millionen Zellteilungen einmal transponiert (d. h. versetzt eingebaut)
  • werden sie an Integrationsstellen (Palindrome) in Strukturgene eingebaut, inhibieren sie deren Funktion dadurch
  • bestehen meist aus gegenläufigen Wiederholungen an den Enden und offenen Leserastern im Innenbereich
  • kodieren so ihre „eigene“ Transposase zur Integration ins Genom (sind somit ein Typ der DNA-Transposons)

Bei der Transposition wird die Integrationsstelle um einige Basenpaare versetzt geschnitten (durch die Transposase), die inverted repeats des IS-Elements werden angeheftet und die entstandenen Lücken an den Schnittstellen werden durch allgemeine DNA-Synthese geschlossen.

Die IS-Elemente wirken mutagen, da sie bei Insertion in ein offenes Leseraster die Funktion des Gens zerstören oder stark beeinträchtigen. Es ist außerdem möglich, dass über homologe Sequenzen auf einem Plasmid und den IS-Elementen im Bakterienchromosom das Plasmid ins Bakterienchromosom insertiert wird.

Die inverted Repeats (IR) flankieren beidseits den für die Transposase codierenden Bereich. Sie bestehen abhängig vom IS-Typ aus nicht unbedingt identischen 9 bis 50 bp langen DNA-Sequenzen. Bei der Insertion kommt es, auch wieder IS-Typ abhängig, zu einer Duplikation im Zielgenom von 4 bis 13 bp. Daher werden IS-Elemente von sich wiederholenden Endsequenzen (engl. direct repeats) flankiert. IS-Elemente inserieren eine Vielzahl von Zielsequenzen mit Präferenz für einige Seiten.

Quellen

  • Katharina Munk (Hrsg.): Taschenlehrbuch Biologie: Mikrobiologie. Thieme, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-13-144861-3, S. 238–239.
  • Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl, David P. Clark: Brock Biology of Microorganisms. 13. Auflage. Addison-Wesley Longman, Amsterdam, ISBN 978-0321735515, S. 286–287.
  • Benjamin Lewin: Genes VII. 8. Auflage. Pearson Education Inc., Upper Saddle River, New Jersey 2004, ISBN 0-13-143981-2 (englisch). S. 468–467.

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