Дата публикации: 2019

DOI: 10.18699/VJ19.506

Инсерционный мутагенез, обусловленный транспозициями мобильных элементов, лежит в основе изменений геномов в естественном отборе. Транспозоны являются сенсором экологических стрессовых воздействий, благодаря чему воздействия стрессоров на организмы потенцируют изменения расположения транспозонов, что способствует адаптации и видообразованию. Это обусловлено изменением механизмов морфогенеза, так как транспозоны содержат в своем составе регуляторные последовательности, оказывающие цис- и трансвоздействие на экспрессию специфических белок-кодирующих генов. Мобильные генетические элементы способны также к сайт-специфическим перемещениям, которые приводят к активации генов стрессового ответа. Кроме того, транспозоны служат источниками микроРНК, siPHK, длинных некодирующих РНК и сайтов связывания с транскрипционными факторами. В эволюции благодаря мобильным генетическим элементам возникают новые белок-кодирующие гены путем одомашнивания, экзонизации и дупликации. Данные гены содержат нуклеотидные последовательности, которые взаимодействуют с процессированными из транспозонных транскриптов некодирующими РНК, в связи с чем они находятся под управлением эпигенетических регуляторных сетей с участием мобильных генетических элементов. Поэтому наследуемые особенности расположения и состава транспозонов могут иметь значение в характере реагирования на определенные экологические стрессорные воздействия. Это служит основой для отбора и выживания особей со специфическим составом и характером расположения транспозонов, способствующих адаптации при определенных средовых условиях. В эволюции свойство транспозонов перемещаться в специфические сайты генома, регулировать экспрессию генов и взаимодействовать с транскрипционными факторами, наряду со способностью реагировать на экологические стрессоры, является основой для быстрой изменчивости и видообразования за счет модулирования управления онтогенезом. Роль транспозонов в экологическом морфогенезе подтверждена данными об их ткане- и стадиеспецифических особенностях активации и участии в управлении дифференцировкой клеток в эмбриогенезе и постнатальном развитии. Дополнительным источником изменчивости служит горизонтальный перенос транспозонов, способствующий изменению их состава в геномах.

Издатель: Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск)

Тип: Article

Publication date: 2019

DOI: 10.18699/VJ19.506

In natural selection, insertional mutagenesis is an important source of genome variability. Transposons are sensors of environmental stress effects, which contributes to adaptation and speciation. These effects are due to changes in the mechanisms of morphogenesis, since transposons contain regulatory sequences that have cis and trans effects on specific protein-coding genes. In variability of genomes, the horizontal transfer of transposons plays an important role, because it contributes to changing the composition of transposons and the acquisition of new properties. Transposons are capable of site-specific transpositions, which lead to the activation of stress response genes. Transposons are sources of non-coding RNA, transcription factors binding sites and protein-coding genes due to domestication, exonization, and duplication. These genes contain nucleotide sequences that interact with non-coding RNAs processed from transposons transcripts, and therefore they are under the control of epigenetic regulatory networks involving transposons. Therefore, inherited features of the location and composition of transposons, along with a change in the phenotype, play an important role in the characteristics of responding to a variety of environmental stressors. This is the basis for the selection and survival of organisms with a specific composition and arrangement of transposons that contribute to adaptation under certain environmental conditions. In evolution, the capability to transpose into specific genome sites, regulate gene expression, and interact with transcription factors, along with the ability to respond to stressors, is the basis for rapid variability and speciation by altering the regulation of ontogenesis. The review presents evidence of tissue-specific and stage-specific features of transposon activation and their role in the regulation of cell differentiation to confirm their role in ecological morphogenesis.

Издатель: Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск)

Тип: Article