Elementi mobili
I trasposoni sono elementi di DNA mobili che, nel corso dell’evoluzione, si sono inseriti nel genoma. Tipicamente, quindi, si parla di inserzioni da trasposoni. I trasposoni si sono generati a partire da RNA o da DNA (vedi sotto) e vengono perciò distinti in due grandi classi: retrotrasposoni e trasposoni di DNA.
Retrotrasposoni
I retrotrasposoni sono frammenti di cDNA trascritti a partire da RNA che vengono inseriti in una sequenza permissiva del genoma (gli introni splicesosomiali, ad esempio, costituiscono regioni permissive). Il meccanismo di trascrizione richiede la presenza di una trascrittasi inversa. Appartengono a questo gruppo tre tipi di trasposoni: i LINE (detti anche LINE-1 o L1), i SINE e i trasposoni LTR.
Trasposoni di DNA
I trasposoni di DNA sono frammenti di DNA che vengono non copiati, ma semplicemente trasposti. Codificano per una trasposasi che ne regola la trasposizione. Poichè queste sequenze non sono più attive, vengono considerate fossili di trasposoni e costituiscono il quarto tipo di trasposoni.
Quattro tipi di trasposoni
Come appare chiaro, esistono quindi quattro tipi di trasposoni: LINE (o LINE-1 o L1), SINE, gli LTR e fossili di trasposoni.
Le inserzioni da trasposoni generano sostanzialmente delle unità ripetute. Le inserzioni da trasposoni arrivano a costituire fino al 40% dell’intero genoma (solo le LINE rappresentano il 17%!). Le inserzioni da trasposoni possono essere patogene, potendo alterare l’espressione genica (in effetti, le inserzioni da trasposoni rappresentano circa il 5% della patologia molecolare).
In linea di massima i trasposoni esercitano un effetto patogeno impattando l’espressione genica, che può risultare promossa o inibita. I retrotrasposoni, ad esempio, possono attivare promotori alternativi o generare RNA non-codificanti (vale a dire RNA antisenso o RNA con proprietà regolatorie). Ad esempio, le ripetizioni Alu (che nel genoma sono presenti ogni 3kb circa) sono dei SINE che dispongono di un proprio promotore interno destinato a restare inattivo, a meno che la sequenza non venga interspersa in una regione che ne consenta l’attivazione. Le ripetizioni Alu sono ricche in GC. Nel gene FERMT1 (le cui mutazioni causano la sindrome di Kindler) un’inserzione di un elemento Alu nell’introne 14 è causa della malattia. Anche l’emofilia A può essere causata dall’inserzione di un elemento Alu nel gene del fattore VIII (F8).
I retrotrasposoni possono inoltre alterare lo splicing, provocando l’inclusione di introni o l’esclusione di esoni attraverso l’attivazione di siti criptici di splicing. In altri casi le sequenze ripetute generate dai retrotrasposoni possono mediare meccanismi di ricombinazione non-omologa (NHAR – Non homologous allelic recombination, vedi anche crossing-over diseguale) che possono portare a grandi delezioni o duplicazioni. Si vedano ad esempio la delezione nel gene PDHX causata dalla retrotrasposizione di elementi LINE o le inserzioni LINE-mediate nel gene CFTR.
Infine, è possibile che le inserzioni da trasposoni giochino un ruolo nella determinazione della suscettibilità a malattie multifattoriali come i tumori. I trasposoni, infatti, oltre che mutazioni-malattia vere e proprie, sembrano poter creare alleli ipomorfici: non si tratta di veri e propri alleli patogeni, ma di alleli con funzionalità ridotta che possono peggiorare il fenotipo quando si trovano in associazione ad una mutazione-malattia vera e propria. Questi alleli ipomorifici potrebbero avere un certo peso nel generare tratti di suscettibilità a malattie multifattoriali.
Breda Genetics srl
Breda Genetics è in grado di eseguire l’analisi per le mutazioni patogene da traposoni, come ad esempio le grandi delezioni o le grandi inserzioni/duplicazioni. Tali analisi vengono offerte grazie in collaborazione con la nostre rete di laboratori partner e consistono in: studio algoritmico delle CNV su dati di exome sequencing o genome sequencing, MLPA, qPCR, FISH, arrayCGH, cariotipo. .
