{"id":3,"date":"2020-05-26T11:11:06","date_gmt":"2020-05-26T11:11:06","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.zhdk.ch\/transposableelements\/?page_id=2"},"modified":"2020-06-12T12:29:34","modified_gmt":"2020-06-12T12:29:34","slug":"sample-page","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/blog.zhdk.ch\/transposableelements\/","title":{"rendered":"Transposable Elements"},"content":{"rendered":"\n

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Transposable Elements sind nat\u00fcrlich vorhandene Abschnitte des Erbguts. Das Spezielle an ihnen ist, dass sie ihre Position \u00e4ndern und\/oder Kopien von sich ins Genom einf\u00fcgen k\u00f6nnen. So haben sie das Potential Mutationen herbeizuf\u00fchren. Die L\u00e4nge eines TE kann zwischen 80 und mehreren 10\u2018000 Basenpaaren variieren. Der gesamte dargestellte DNA-Strang k\u00f6nnte ein einzelnes TE sein. Um den \u00dcberblick zu behalten, wird die L\u00e4nge in Visualisierungen gek\u00fcrzt.
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Wo kommen TEs vor?<\/h2>\n\n\n\n
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Transposable Elements hat man bei allen untersuchten Eukaryoten und auch bei manchen Bakterien und besonders komplexen Viren gefunden. Es gibt unterschiedliche TEs und sie ver\u00e4ndern sich im Laufe der Evolution. Wie gross ihr Anteil im Genom ist, kann stark variieren.<\/p>\n\n\n\n

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Mensch<\/h6>\n<\/div>\n\n\n\n
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Mais<\/h6>\n<\/div>\n\n\n\n
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Hefe (Pilz)<\/h6>\n<\/div>\n\n\n\n
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Mehltau (Pilz)<\/h6>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Mensch<\/h4>\n\n\n\n

F\u00fcr ein S\u00e4ugetier hat das menschliche Genom einen hohen Anteil an TEs. Nur noch zwei TE Familien sind aktiv, w\u00e4hrend die meisten Elemente nicht mehr funktionell sind.\u00b9<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Mengenunterschiede<\/h4>\n\n\n\n

Es ist nicht gekl\u00e4rt, was es f\u00fcr ein Lebewesen bedeutet, wenn ein Genom viel, wie der Mais\u00b2 oder wenig TE beinhaltet. Man kann beobachten, dass die Anzahl von TE stillgelegt, aber nur selten abgebaut wird. So nimmt die Anzahl an TEs grunds\u00e4tzlich zu. Manche TEs kann man nicht mehr erkennen, weil sie selbst stark mutiert sind.<\/p>\n\n\n\n

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Ausbreitung<\/h4>\n\n\n\n

Der Anteil an TE variiert auch bei nahen Verwandten. Es kann zu einer kurzfristigen explosionsartigen Ausbreitung von TEs kommen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Was beeinflusst ihre Aktivit\u00e4t?<\/h2>\n\n\n\n

Im Normalfall sind TEs inaktiv, das ist wichtig f\u00fcr eine stabile Funktion des Erbguts. \u00c4ussere Einfl\u00fcsse, die Lebewesen oder Zellen unter Stress setzen, beg\u00fcnstigen die Aktivierung der Transposable Elements.<\/p>\n\n\n\n

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Umwelteinfl\u00fcsse<\/h6>\n\n\n\n
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Krankheiten<\/h6>\n\n\n\n
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Domestizierung<\/h6>\n\n\n\n
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Pestizide<\/h6>\n\n\n\n
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Wie entsteht ein neuer Ph\u00e4notyp durch TEs?<\/h2>\n\n\n\n

Erbsen – Ausserkraftsetzen eines Gens<\/h4>\n\n\n\n
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ohne TE – runde Erbsen<\/h6>\n\n\n\n
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mit TE – faltige Erbse<\/h6>\n\n\n\n
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Bei der Erbse mit Dellen ist ein DNA Transposon hAT in ein Gen eingef\u00fcgt, das f\u00fcr ein Enzym codiert, welches unter anderem beim Aufbau von St\u00e4rke notwendig ist. Das Gen verliert dadurch seine Funktionalit\u00e4t, die Expression ist verhindert, es wird keine St\u00e4rke produziert. Aufgrund einer ver\u00e4nderten Zusammensetzung an St\u00e4rke und Zucker nehmen diese Erbsen mehr Wasser w\u00e4hrend ihrer Entwicklung auf. Wenn sie heranreifen verlieren sie st\u00e4rker an Volumen, was zu ihrem faltigen Ph\u00e4notypen f\u00fchrt.\u00b3<\/p>\n\n\n\n

Die Mutation ist weiter vererbbar. Die faltige Auspr\u00e4gung der Erbse ist rezessiv, weil ein intaktes Allel des Gens ausreicht um das Enzym zu produzieren.<\/p>\n\n\n\n

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Orange – Regulierung der Expression<\/h4>\n\n\n\n
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Blondorange<\/h6>\n\n\n\n
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Blutorange<\/h6>\n\n\n\n

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Bei Blutorangen hat sich ein Retrotransposon vor einem Gen eingef\u00fcgt, welches f\u00fcr die Aktivierung der Produktion von Ruby, rotem Pflanzenfarbstoff verantwortlich ist. Das TE wirkt als regulierendes Element auf dieses Gen. Die Regulierung ist jedoch K\u00e4lteabh\u00e4ngig. Nur falls die Temperaturen w\u00e4hrend der Entwicklung der Blutorange niedrig sind, erscheint die rote Auspr\u00e4gung. Zudem sind Blutorangen besser an kalte Temperaturen angepasst. Blutorangen haben sich mehrmals unabh\u00e4ngig mit dem Einf\u00fcgen von unterschiedlichen Retrotransposons entwickelt. Bei einer Sorte ist der gr\u00f6sste Teil des TEs sogar gel\u00f6scht, doch der Einfluss bleibt derselbe.\u2074<\/p>\n\n\n\n

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Wie kommen TEs an eine neue Position im Genom?<\/h2>\n\n\n\n

Abh\u00e4ngig von der Klasse gibt es verschiedene M\u00f6glichkeiten wie ein TE an eine neue Stelle im Genom kommt.\u2075 Die DNA Transposons verschieben sich. Sie werden an der urspr\u00fcnglichen Stelle ausgeschnitten und an einer beliebigen Stelle wieder eingef\u00fcgt. LTR Retrotransposons stellen eine Kopie von sich her, die dann in einer neuen Stelle eingef\u00fcgt wird. Wie genau die Mechanismen ablaufen erfahrt ihr in den Animationen. Es gibt neben den dargestellten Mechanismen noch weitere Varianten, wie ein TE Kopien von sich erstellen kann.\u2076<\/p>\n\n\n\n

LTR Retrotransposon | Class I
(copy-paste-mechanism)<\/h4>\n\n\n\n