Retrotransposon

Een retrotransposon is een genetische sequentie die zichzelf in een genoom kan vermeerderen en komt in het DNA van vele eukaryote organismen voor. De aanduiding retro in retrotransposon is gekozen omdat dit een omkering is van het normale procedé, waarbij de DNA-volgorde wordt omgezet in een RNA-volgorde. De structuur van een retrotransposon komt overeen met die van retrovirussen. Bij retrovirale retrotransposons wordt eerst een RNA-transcriptie gemaakt. Bij niet-retrovirale retrotransposons wordt van het transposon een transcript aangemaakt, waarbij het transcript een rechtstreekse template (matrijs) is voor het reverse-transcriptase bij de invoeging in het genoom.

Vereenvoudigde weergave van de cyclus van een retrotransposon

Retrotransposons gebruiken een kopieer- en plak-mechanisme (reverse-transcriptie), waarbij eerst een RNA getranscribeerd wordt en vervolgens dit RNA omgezet wordt in de DNA-sequentie door gebruik te maken van reverse-transcriptase. Vervolgens wordt deze DNA-sequentie in een specifiek gebied van het genoom opgenomen door middel van het enzym integrase.

Retrotransposons komen vooral voor in planten, waar ze vaak een belangrijk deel van het kern-DNA zijn. In mais bijvoorbeeld bestaat 49–78% van het genoom uit retrotransposons.^[1] Bij gewone tarwe bestaat ongeveer 90% van het genoom uit repeats (herhalingen), waarvan 68% springende genen zijn.^[2]

Bij zoogdieren bestaat bijna de helft (45% to 48%) van het genoom uit transposons of overblijfselen van transposons. Ongeveer 40% van het menselijk genoom bestaat uit retrotransposons en 2–3% uit DNA-transposons.^[3] Bij de mens zijn enkel nog de niet-virale retrotransposons actief, waarbij deze verantwoordelijk zijn voor 0,2% van de mutaties.

Biologische activiteit

De DNA-replicatie van retrotransposons verhoogt het aantal kopieën en vergroot zo de grootte van het genoom. Net zoals DNA-transposons (klasse II transposons) kunnen retrotransposons mutaties veroorzaken door insertie (invoegen) naast of in genen. Verder zijn door retrotransposons veroorzaakte mutaties relatief stabiel, omdat de sequentie op de plaats van insertie door het replicatiemechanisme behouden blijft bij het verspringen.

Door opeenvolgende mutaties kunnen de meeste retrotransposons echter niet meer werken.