Мобільні елементи LINE та SINE

Мобільні елементи LINE довжиною приблизно 6 тис. пар основ містять принаймні два гени – зворотної транскриптази та ендонуклеази і невеликі специфічні послідовності на кінцях. Процес переміщення копії елемента починається так само, як і у випадку ретропозонів із транскрипції РНК-полімеразою ІІ (рис. 17). Після трансляції в цитоплазмі синтезовані білки зв’язуються з мРНК, цей комплекс повертається до ядра, де й відбувається зворотна транскрипція: ендонуклеаза здійснює одноланцюговий розріз у геномній ДНК, 3′-кінець у місці розрізу використовується як праймер. Після синтезу другого ланцюга ДНК нова копія елемента остаточно вбудовується в геном.

Рис. 17. Механізм переміщення мобільного елемента LINE.

Синтез мРНК при транскрипції елемента LINE, як і для більшості інших еукаріотичних мРНК, закінчується на polyA-сигналі. Цей polyA-сигнал є слабким, що дозволяє елементу вбудовуватись в інтрони звичайних генів без особливих перешкод для експресії цих генів: система процесингу часто не помічає слабкий polyA-сигнал. Елементи LINE є, відповідно, найпоширенішими мобільними елементами в геномі вищих еукаріотів (~20 % геному людини представлено послідовностями LINE) і основним джерелом зворотної транскриптази у клітинах. З часом накопичуються мутації й окремі елементи LINE стають неактивними (тобто вже не кодують зворотну транскриптазу), але переміщуються, використовуючи білки, що кодуються активними елементами. Найчастіше в геномі людини зустрічається елемент типу LINE, котрий позначається як L1 (кілька сотень тисяч копій).

Іноді мобільні елементи є не просто ділянками «егоїстичної ДНК», що автономно розмножуються в геномі, а виконують певні конкретні біологічні функції. Наприклад, у дрозофіли відсутня теломеразна система й елемент LINE певного типу виконує функцію подовження кінців хромосом після реплікації: зворотна транскриптаза виступає як теломераза, мРНК мобільного елемента – як теломеразна матричнаРНК. Цікаво, що послідовності ДНК гена теломерази та елементів LINE характеризуються високою гомологією: цілком можливо, що теломеразна система походить від мобільних елементів LINE.

Мобільні елементи SINE – короткі (100–300 пар основ) елементи послідовності, які не кодують білків і містять лише промотор для РНК-полімерази ІІІ. Процес їхнього переміщення є таким самим, як зображено на рис. 17: елементи SINE «паразитують» на системі LINE, використовуючи її ферменти. На відміну від усіх інших мобільних елементів, елементи SINE сконцентровані в ділянках геному, збагачених на гени. Імовірною причиною цієї закономірності є те, що РНК продукт SINE має спорідненість до певної протеїнкінази, яка гальмує процес трансляції. Відповідно, зв’язування РНК із протеїнкіназою блокує останню, що приводить до загального підвищення рівня білкового синтезу. Таким чином, підвищення рівня транскрипції SINE разом з активацією інших генів стимулює трансляцію.