Hélitron

Définition

Un hélitron est un grand transposon des eucaryotes qui se réplique en cercle roulant. Cette réplication emporte des séquences, parfois fonctionnelles, et les insère dans le génome de gènes différents. Le résultat donne des gènes morcelés.

Un gène morcelé et un hélitron :

Un fragment de gène contenant un hélitron est capturé au niveau de l'ADN et au niveau de l'ARN.

Explications

Les hélitrons jouent un rôle important dans la formation des génomes eucaryotes en raison de leur capacité à se transférer horizontalement entre des espèces éloignées et à capturer des fragments de gènes lors de la transposition.

Les hélitrons interviennent dans le mécanisme de transposition selon plusieurs méthodes enzymatiques. Ils codent pour une protéine dotée à la fois des fonctions ADN hélicase et réplicateur.

✅ Les éléments transposables sont des éléments génétiques mobiles qui peuvent se mobiliser au sein du génome de l'hôte. Les éléments transposables représentant plus de 40 % du génome humain et étant liés à de nombreuses maladies, il est important de comprendre leurs mécanismes de mobilisation et de régulation.

Les éléments transposables ont un impact universel sur la taille du génome de l'hôte via des événements de transposition et de délétion, mais peuvent également adopter des rôles fonctionnels uniques dans les organismes hôtes. Il existe deux classes principales d'éléments transposables : les transposons d'ADN et les rétrotransposons. Ces classes sont ensuite divisées en sous-groupes d'éléments transposables présentant des caractéristiques structurelles et fonctionnelles uniques, démontrant la variabilité significative entre ces éléments.

Processus

Les hélitrons qui interviennent dans le domaine de réplication se lient d'abord au donneur (TC) et à la cible (AT), créant des pseudos dans les deux. Le domaine ADN hélicase déplace alors le brin donneur. Le domaine de réplication clive l'extrémité 3′ de l'élément, favorisant la formation d'un intermédiaire d'ADN circulaire simple brin.

Ensuite, l'ensemble clive l'intermédiaire circulaire simple brin et favorise la formation de liaisons covalentes entre les extrémités 5′ et 3′ du brin donneur et le site cible. La réplication de l'ADN hôte génère un deuxième brin d'ADN sur les sites donneur et cible. Pendant que le réplicateur entaille l'autre extrémité du donneur et facilite la fixation au site cible, le deuxième brin de l'élément est généré à la fois sur les sites donneurs et cibles lors de la réplication de l'ADN de l'hôte.

⭐ Les hélitrons sont la seule classe de transposons d'ADN qui ne génère pas de duplications de sites cibles lors de la transposition. Associé à la présence du domaine "Rep" conservé, cela suggère fortement que les hélitrons utilisent un mécanisme RC pour la transposition. Tous les hélitrons précédemment identifiés chez les plantes, les champignons, les vers, les insectes, les vertébrés et les mammifères ont été caractérisés par des transpositions précises entre les nucléotides 5′-A et T-3′ dans les sites cibles AT de l'hôte.

Hélentrons

Un hélentron est un hélitron fonctionnant uniquement par un intermédiaire ADN (et pas par ARN). La découverte d'éléments de type hélitron/hélentron chez les vertébrés, notamment dans les génomes des poissons Danio rerio et Sphoeroides nephelus (Tetraodontidae).

Les hélitrons, les éléments transposables eucaryotes en cercle roulant, sont répandus mais sont les plus répandus parmi les génomes végétaux et animaux. Des études ont identifié trois variantes codantes et structurelles supplémentaires des hélitrons appelées "Helentrons", "Proto-Helentron" et "Helitron2".

Les hélitrons et les hélentrons constituent une fraction substantielle de nombreux génomes où les éléments non autonomes sont souvent plus nombreux que le partenaire autonome putatif. Cela inclut les répétitions de type DINE-1, précédemment classées de manière ambiguë, qui sont très abondantes chez la drosophile et dans de nombreux autres génomes animaux.

De nombreux hélitrons de poissons ont un cadre de lecture ouvert non corrompu codant à la fois pour la protéine RCR Rep et une hélicase. Ces éléments de poisson sont particulièrement intéressants car ils codent également, dans le cadre de lecture ouvert unique, une endonucléase apurinique-apyrimidinique (AP) la plus étroitement apparentée à celles de certains rétrotransposons à répétition terminale non longue. Comme ils portent invariablement une endonucléase et forment également un clade très distinct,ces éléments vertébrés ont été "hélentrons".

En rapport avec "hélitron"

• épissage

  

  L'épissage est le traitement du transcrit primaire (ARN) d'un gène, aboutissant à la production d'un ARN messager dirigeant la synthèse d'une protéine.

• gène morcelé

  

  Un gène morcelé (ou fragmenté) est un gène constitué d'une alternance de séquences codantes (les exons) et non codantes (les introns).

• réplication

  

  Une réplication est l'ensemble des processus qui permettent de reproduire à l'identique un ADN.

• transposon

  

  En génétique, un transposon est un petit segment d'ADN capable de se déplacer d'une région de la molécule d'ADN à une autre région.