Интегроны
Интегронами называют специфические генетические элементы, содержащие в своем составе интеграционный модуль — ген интегразы inti, правосторонний промотор и сайт интеграции attl. Благодаря модулю они способны захватывать, экспрессировать и перемещать генные кассеты. Последние представляют собой, как правило, беспромоторные гены устойчивости к антибиотикам, содержащие рекомбинационный сайт RHS (recombination hot spot). Такие гены обнаружены в плазмидах многих клинических изолятов грамотрицательных бактерий.
Первый интегрон был найден в транспозоне Tn21 (Stokes, Hall, 1989), затем они были идентифицированы в других транс-позонах и плазмидах. Анализ интегронов показал, что они являются дефектными производными транспозона Тп402, имеющего интеграционный модуль. Перенос этого транспозона обеспечивается опероном гл/ABQR и инвертированными концевыми повторами, состоящими из 25 п.н. Гипотетический механизм "приобретения" им гена устойчивости к триметоприму dfrB3 представлен на рис. 2Л0,а,б,в. Выявленные к настоящему времени интегроны содержат постоянный 5'-сегмент (5'CS) с геном интегразы inti, правосторонним промотором и сайтом интеграции attl. 3 '-сегмент (3'CS) содержит фрагменты /и/-оперона разной длины, один или два IS-элемента, а завершается он инвертированным повтором из 25 п.н. Между ними заключен вариабельный сегмент с каким-либо беспромоторным геном устойчивости к антибиотику; такие гены экспрессируются только с помощью промотора 5'-сегмента. Из-за дефектности оперона интегроны не могут перемещаться самостоятельно, но в присутствии транспозона Тп402 или родственного ему (по функции транспозиции) транспозона Тп5053 их перенос возможен (Kholodii et al., 1995).
В 3 '-конце вариабельного сегмента имеется сайт RHS. Интег-раза интегронов способна с высокой вероятностью осуществлять сайт-специфическую рекомбинацию между сайтами attl и RHS или между двумя сайтами RHS. Благодаря этому вариабельные сегменты могут вычленяться в кольцевой форме и перемещаться в другие интегроны. Подобные генные кассеты могут интегрироваться с низкой вероятностью и во вторичные яМ-сайты, встречающиеся в бактериальных и плазмидных геномах. В этом плане интеграза интегронов похожа на интегразу фага X (см. гл. 4). Она способна также образовывать коинтеграты из плазмид, содержащих интегроны, и объединять мобильные генные кассеты. Происхождение генных кассет неясно. Полагают, что они являются результатом обратной транскрипции определенных мРНК, что объясняет отсутствие у них промоторов (см. обзор Hall, Collis, 1995).
Интересно также отметить, что некоторые интроны генов орга-нелл ведут себя как подвижные генетические элементы (см. обзор Lambowitz, Belfort, 1993). Такие интроны содержат открытую рамку считывания. Белки, кодируемые интронами группы I, имеют гомологию с сайт-специфическими эндонуклеазами. Предполагается, что эти белки при участии рекомбиназ обеспечивают перенос копии интрона в безынтронный ген того же семейства. Интроны группы II содержат информацию о белках, обладающих значительным сходством с обратными транскриптазами. Возможно, они образуют ДНК-копии вырезанных интронов, которые затем внедряются в разные участки ДНК органелл.
Рекция на стресс. Следует отметить реакцию некоторых транспозонов на стрессовые для клетки ситуации, которая способствует их совместной выживаемости. Например, частота транспозиции транспозона Тп501 существенно увеличивается при наличии в среде ртути, а транспозона Тп551 — в присутствии эритромицина. Отмечено увеличение частоты транспозиции ретропозона Ту при обработке дрожжевых клеток определенными мутагенами. О роли транспозонов в эволюции геномов уже упоминалось. Согласно Хесину (1984), транспозоны являются агентами, осуществляющими связь между геномами всех организмов. Поэтому, по его предположению, генофонды всех организмов объединены в общий генофонд всего живого мира.