挿入エレメント( IS 、挿入配列エレメント 、またはISエレメント とも呼ばれる)は、単純な転移因子 として機能する短いDNA 配列である。挿入配列には2つの主要な特徴がある。他の転移因子に比べて小さい(一般的に長さは約700~2500 bp )こと、そして 転移 活性に関与するタンパク質のみをコードすることである(したがって、抗生物質耐性 遺伝子などの付加遺伝子も持つ他のトランスポゾン とは異なる)。
特定の挿入配列は、IS n の 形式で命名されることがあります。ここでnは 数字 です(例: IS 1 、IS 2 、IS 3 、IS 10 、IS 50 、IS 911 、IS 26 など)。ただし、これは使用される唯一の命名規則ではありません。
構成 これらのタンパク質は通常、ISの移動を可能にする酵素反応を触媒するトランスポザーゼと、転移活性を促進または阻害する調節タンパク質です。挿入配列のコード領域は通常、 逆方向反復配列 に挟まれています。たとえば、よく知られているIS 911 (1250 bp)は、2つの36 bpの逆方向反復配列の両端に挟まれており、コード領域には、トランスポザーゼ(OrfAB)と調節タンパク質(OrfA)をコードする、部分的に重複する2つの遺伝子orfA とorfABがあります。
複合トランスポゾンにおける挿入配列(「IS」)の役割を示す図 挿入配列は単独で存在するだけでなく、複合トランスポゾン の一部として存在することもある。複合トランスポゾンでは、2つの挿入配列が1つ以上の補助遺伝子(例えば、抗生物質耐性遺伝子)を挟んでいる(例:Tn10 、Tn5 ) 。しかしながら、挿入配列を末端に持たないユニットトランスポゾンと呼ばれる別の種類のトランスポゾンも存在する(例:Tn7 ) 。
複合型トランスポゾンは、リゾルバーゼの切断に隣接する挿入配列を必要としない。リゾルバーゼはtnsゲノムの一部であり、隣接する逆方向反復配列を切断する。
進化上の役割 挿入配列は通常、原核生物の ゲノム の文脈で議論されるが、 Tc1/ mariner 転移因子ファミリーに属する特定の真核生物 DNA配列は挿入配列とみなされる可能性がある。[ 1 ]
ISエレメントの転移頻度は、培養成長段階、培地組成、酸素分圧、成長規模、標的部位の構造的コンフォメーション(例:湾曲、特定のモチーフの存在、DNA組成)など、複数のパラメータに依存します。[ 2 ] ゲノムIS部位間の組換えにより、細菌は新しい環境に適応することができ、ISエレメントは細菌の進化にとって重要なメカニズムとなります。[ 3 ]
参考文献 ↑ Mahillon, Jacques; Chandler, Michael (2020-12-26). "挿入配列" . Microbiology and Molecular Biology Reviews . 62 (3): 725– 774. doi : 10.1128/MMBR.62.3.725-774.1998 . ISSN 1092-2172 . PMC 98933 . PMID 9729608 . ↑ Goncalves GA、Oliveira PH、Gomes AG、Prather KL、Lewis LA、Parzeres DM、Monteiro GA (2014)。 「 IS2転移の挿入イベントは標的DNAの急激な組成変化に偏っており、多様な培養パラメーターによって調節される という 証拠」 ( PDF) 。Appl Microbiol Biotechnol 。98 ( 15 ): 6609–6619。doi : 10.1007 / s00253-014-5695-6。hdl : 1721.1 / 104375。PMID 24769900。S2CID 9826684 。 ↑ Cerisy T、Souterre T、Torres-Romero I、Boutard M、Dubois I、Patrouix J、Labadie K、Berrabah W、Salanoubat M、Doring V、Tolonen AC (2017)。 「 リグニン フェノール 類 に 耐性 を持つバイオマス発酵細菌の進化」 。Appl Environ Microbiol。83 ( 11 ) : e00289-17。Bibcode : 2017ApEnM..83E.289C。doi : 10.1128/AEM.00289-17。hdl : 1721.1 / 104375。PMC 5440714。PMID 28363966。S2CID 4705511 。 キャンベル、ニール A. およびリース、ジェーン B. (2002)。生物学 (第 6 版)、 345 ~ 346 ページ。サンフランシスコ:ベンジャミン・カミングス。 ISBN 0-8053-6624-5 。 Mahillon Jacques、Chandler Michael (2020) 「挿入配列」 . Microbiology and Molecular Biology Reviews . 62 (3): 725–774 . doi : 10.1128/MMBR.62.3.725-774.1998 . PMC 98933 . PMID 9729608 . プレスコット、ランシング M.、ハーレー、ジョン P.、クライン、ドナルド A. (2002).微生物学 (第 5 版)、pp. 298–299. ニューヨーク: マグロウヒル。ISBN 0-07-232041-9 。 Shuler, Michael L. および Kargi, Fikret (2002).バイオプロセス工学:基本概念 (第2版)、p. 220. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR. ISBN 0-13-081908-5 。