Y1 a Y2 transponázy, mechanizmus transpozice, biologická funkce.

Abstract

Transponázy jsou enzymy katalyzující štěpení, přenos a opětovné vložení mobilního genetického elementu do DNA. Tyrozinové transponázy zaujímají mezi těmito enzymy zcela unikátní postavení. Jejich výjimečnost je dána strukturou a odlišným mechanizmem transpoziční reakce, v kterém vždy figuruje kovalentní fosfotyrozinový intermediát. Nezbytná přítomnost katalytického tyrozinu dala těmto enzymům jméno a zároveň je umožňuje dále členit na skupinu nesoucí pouze jeden katalytický tyrozin - Y1 transponázy a na skupinu se dvěma - Y2 transponázy. Tato práce shrnuje současné poznatky o skupině tyrozinových transponáz. Zabývá se jejich výskytem, strukturou, reakčním mechanizmem a biologickou funkcí. Detailně je popsán reakční mechanizmus nejvíce prostudované Y1 transponázy asociované s IS608 elementem. Dále se práce zaměřuje na ostatní členy rodiny tyrozinových transponáz nesoucí charakteristický HUH motiv: Transponázy asociované s inzerčními sekvencemi rodiny IS200/IS605 (Y1), transponázy asociované s REP elementy (tzv. RAYT proteiny), transponázy asociované s IS91 (Y2), transponázy se společným regionem (ISCRs, Y1) a neobvyklé eukaryotní transponázy rodiny Helitron (Y2). Mezi tyrozinové transponázy patří dva jedinečné příklady domestikace těchto enzymů u prokaryot (RAYT, IStrony). Charakterizace mechanizmu...

Transposases are enzymes that catalyse cleavage, transmission and re-inserting of mobile genetic element into the DNA. Tyrosine transposase take between these enzymes completely independend status. Their uniqueness is determined by their structure and different mechanism of the transposition reaction, in which the covalent phosphotyrosine intermediate plays major role. Mandatory presence of the catalytic tyrosine gives name to these enzymes and it enables their further classification into a group that carries only a single catalytic tyrosine - Y1 transposases and a group carrying two tyrosines - Y2 transposases. This thesis summarizes the current knowledge about tyrosine transposases. It covers their occurrence, structure, reaction mechanism and biological function. The reaction mechanism of the most studied Y1 transposase, associated with IS608 element, is described in detail. The work also focuses on other members of the tyrosin transposases family which carry the characteristic HUH motive. These include transposases associated with the insertion sequence of IS200/IS605 family (Y1), transposases associated with REP elements (so called RAYT proteins), transposases associated with IS91 family (Y2), transposases of ISCRs family (Y1) and unusual eukaryotic transposases of the Helitron family (Y2)....