العناصر الناقلة:
العناصر الناقلة هي جينات على الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسيجين يمكنها تغيير موقعها في داخل الجينوم, مسببة أحيانا إنتاج طفرة واضافة في حجم الخلية. تحويل الموقع أحيانا يسبب التكرار للعناصر الناقلة. وكانت باربرا مكلنتوك قد اكتشفت هذه الجينات القافزة وحازت بسببها على جائزة نوبل عام 1983.
العناصر الناقلة أحدثت C-value للخلايا حقيقية النواى.وقد ظهر أن العناصر الناقلة مهمة:
- في وظيفة جزء كبير من الجينوم المسؤول عن الجينات وتطورها.
- في الوكزاتريشا التي لها نظام جيني مختلف، هذه العانصر تلعب دورا محددا في التطور.النواقل أيضا مفيدة للباحثين كمعنى لأضافة حمض نووي رايبوزي منقوص الأكسجين داخل الاخلايا الحية.
هناك على الأقل تصنيفان للعناصر الناقلة. الأول: الريتروترانسبوزونات تعمل كنقل عكسي. أما التصنيف الثاني أو ترانسبوزونات الحمض النووي الرايبوزي منقوص الاكسيجين تعمل على تشفير البروتينات المتطلبة من أجل الإدخال والإخراج. وبعضها الآخر يعمل على تشفير بروتينات أخرى.
باربرا ماكلنتوك هي أول من اكتشف العناصر الناقلة في الذرة في أحد مختبرات نيويورك. مكلنتوك قامت بتجربة على نبات الذرة التي كسرت الكروموسومات.
الاكتشاف:
في شتاء عام 1944-1945 ,ماكلنتوك زرعت نبات الذرة ذاتية التلقيح وهذا يعني أن الزهرة تتلقى التلقيح من نفسها، وهذه القرون جاءت من نباتات أصلها ذاتية التلقيح وفي التجربة سببت تكسر اليد في الكروموسوم التاسع عندما بدأت الزهرة بالنمو، وقد لاحظت تغير غير طبيعي في لون الاوراق السفلية فمثلا الورقة الواحدة كان عليها بقع بيضاء في نفس الحجم وبجانب بعضها بعضا وقد أرجعت هذا الأمر إلى أنه عند تقسم الخلايا خلايا معينة تخسر عوامل وراثية معينة وغيرها يكتسبها. بعد مقارنة جيل الاباء بجيل الأبناء وجدت ان بعض الكروموسومات أبدلت مواقعها، وهذا ما جعلها تدحض النظرية المقامة على أن الجينات ثابتة في موقع وجودها على الكروموسوم. وجدت أن الجينات لا تتحرك فقط وانما بإمكانها أن تكون أو لا تكون وتتحكم في وجودها على الكروموسوم بناء على ظروف بيئية معينة في مراحل مختلفة أثناء نمو الخلية وتطورها. ماكلنتوك أشارت إلى أن ظهور الطفرات يمكن عكسها والغاءها. قدمت تقريرا بما وصلت إليه في عام 1951 وتم نشر مقال عن اكتشافها في الجينات. في نوفمبر 1953 بعنوان " Induction of Instability at Selected Loci in Maize"، وقد تم رفض وتجاهل عملها حتى أواخر عام 1960م حتى تم إعادة اكتشاف ذلك عند ظهور العناصر المتنقلة في البكتيريا وقد حصلت ماكلنتوك على جائزة نوبل في الفسيولوجيا والطب عام 1983 لاكتشافها العناصر المتنقلة بعد أكثر من 30 عام على تجربتها الأولية , تقريبا حوالي أكثر من 90% من الجينات الموجودة في الذرة هي عبارة عن عناصر متنقلة اما بالإنسان فتشكل حوالي 44% من جيناته.
التصنيفات:
تقسم العناصر الوراثية المتحركة إلى عدة أنواع ومنها العناصر الجينية المتنقلة (القافزة) (transposons element TE) والتي تصنف إلى صنفين بالاعتماد على الآلية التي تتبعها في التحويل وهما:
- -النيقولات الرجوعية (CLASS I “RETROTRANSPOSONS”)
يعتمد هذا الصنف على آلية النسخ واللصق والتي يتم فيها النسخ على مرحلتين أولا، تنسخ هذه النيقولات إلى (RNA) ومن ثم تتحول إلى (DNA ) المطابق باستخدام تقنية النسخ العكسي (Reverse transcription)ويوضع هذا التسلسل في الموقع المستهدف وهو موقع جديد من نفس الجينوم (genome) بينما عملية النسخ العكسي (Reverse transcription)تتحفز عن طريق استخدام انزيم النسخ العكسي (reverse transcriptase)والذي يكون مشفر عن طريق العناصر القافزة (TES)نفسها.
- خصائص النيقولات الرجوعية مشابهة لل(Retroviruses)مثل (HIV)الفيروس المسؤول عن مرض الايدز.
-تتجمع النيقولات الرجوعية في ثلاث تراتيب أساسية هي:-
(1)عناصر جينية متنقلة ( TES) ذات نهايات طويلة متكررة والتي تعمل على تشفير انزيم النسخ العكسي المشابه للذي في (retroviruses).
(2)عناصر نووية طويلة التخلل(LINE-IS,LINEs)والتي تشفر انزيم النسخ العكسي وتنسخ عن طريق (RNA poly merase 2).
3) (عناصر نووية قصيرة التخلل والتي لا تشفر انزيم النسخ العكسي (Retro-transcriptase)ولكن تنسخ عن طريق (RNA poly merse).
ملاحظة :- فيروس النسخ العكسي (Retroviruses)يمكن أيضا ان تعتبر (TES),مثلا: بعد تحويل (RNA) فيروس النسخ العكسي إلى (DNA) في داخل الخلية المستضيفة فان ال(DNA) المنتج لفيروس النسخ العكسي (Retroviruses)يتجمع مع الخلية نفسها وتسمى هذه ال(DNA)المندمجة في ((Provirusesوهي نموذج خاص من النيقولات الرجوعية في الخلايا حقيقية النواة والتي يمكن أن تنتج أوساط (RNA)يمكن لها ان تغادر الخلية المستضيفة وتصيب خلايا أخرى بالعدوى.
-اما دورة الانتقال في فيروسات النسخ العكسي فهي مشابهة لدورة(TES)في الخلايا بدائية النواة.
- -نيقولات الحمض (“Class 2” DNA transposons)النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) ، وهي النيقولات التي تتبع آلية القص واللصق للنقل ولا تحتوي هذه الآلية على (RNA)الحمض النوي الريبوزي، وتحفز عملية النقل هذه عن طريق انزيمات ناقلة عديدة (Transposases),بعض هذه الانزيمات ترتبط بطريقة غير متخصصة أو محددة لأي هدف على (DNA).
تقوم هذه الانزيمات بعملية قص مفاجأة على الموقع وينتج منها نهايات لزجة يتم لصقها مباشرة على الموقع المستهدف لها على (DNA)وبينما يقوم الانزيم (DNA polymerase) بملئ الفراغات الناتجة من النهايات اللزجة يقوم ال(DNA ligase)بتسكير الهيكل المتكون من السكر –والفوسفات وهذا يتسبب في مضاعفة الموقع، كما أنالمواقع التي اضيف عليها من نيقولات ال(DNA) يمكن التعرف عليها من خلال التكرارات القصيرة لها (أي قص مفاجئ على ال(DNA)يعبأ عن طريق (DNA polymerase) ويليه تكرارات مقتبسة منه(والتي هي مهمة لاستئصال ال((TEعن طريق الانزيم الناقل).
يمكن لعملية القص واللصق هذه ان تتضاعف إذا حصلت عملية النقل خلال ال (S phase)في دورة حياة الخلية وذلك عندما يكون الموقع الناتج قد تتضاعف بينما الموقع المستهدف لم يتضاعف بعد، فان تضاعف كذلك في الموقع المستهدف يحدث تضاعف في الجين.والذي يلعب دور مهم في التضاعف الجيني.
-ليس كل أنواع ال(DNA transposons)تنتقل عن طريق (القص واللصق) ففي بعض الحالات يحدث عمليات نقل متكررة (Replicative transposition)فنفس النويقل(Transposon) يضاعف نفسه إلى موقع جديد وذلك مثل (Helitron) وهو عنصر جينومي متنقل ناتج من مناطق كثر من (DNA)المتكرر.
*نيقولات ال(DNA) تشكل C% اقل في الجينومات البشرية مما يعجل ----للتصنيف الأول (Class 1) أكثر.
ممكن أيضا ان يصنف النقل (عملية القفز)أيضا في (Class 1+Class2 ) إلى عمليات النقل (القفز)الذاتي أو( المستقل) وغير الذاتي(غير المستقل) ,حيث أن التصنيف الأول (المستقل) يعتمد على نيقولات معتمدة على التنقل بنفسها بينما التصنيف الآخر وهو(غير المستقل)يعتمد على نيقولات غير معتمدة على نفسها بل تحتاج الي نيقولات أخرى حتى تنتقل من مكان لآخر، وذلك يعود لكون النيقولات غير المتنقلة تفتقر للانزيم الناقل في (Class 1),أو للانزيم الناقل العكسي في (Class 1).
-العنصر المفعل (AC)هو مثال للنيقولات المستقلة، بينما العنصر المفكك هو مثال للنيقولات غير المستقلة ومن غير وجود العنصر المفعل (AC) لا يمكن للعنصر المفكك العمل.
أمثلة:
Tn 3 ينقلال E.coli هيكل هذا ينقل الجزيئية وقد عملت. Tn3 4957 ويحتوي على ثلاثة جينات مثل (tnpA)،الترميز tnpR، و (bla)، على.التوالي للبروتينات التالية؛ ترانسبوساسي وجود الأحماض الأمينية 1015 والمطلوبة للنقل؛ إنزيم قامع (أو ريسولفاسي) التي تحتوي على 185 من الأحماض الأمينية الذي ينظم ترانسبوساسيو β-lactamase الذي يمنح مقاومة المضادات الحيوية الأمبيسلّين. تكرار مقلوب لحوالي 38 bp يحدث على جانبي (Tn3).
الأمراض:
عناصر قابلة (TE) قد تم التقليل من شأن دائماً في هذه المساهمة في الاستقرار الوراثية والأمراض التي تصيب البشر. (TEs) يمكن أن يسبب المرض البشري عن طريق إنشاء (insertional الطفرات في الجينات، وتساهم أيضا في عدم الاستقرار الوراثي من خلال اقترانها مثلى غير الاليلي وإدخال تسلسل التي تتحول إلى رابطة cis-acting الإشارات المختلفة التي تغير التعبير الجيني. النتائج الأخرى لنشاط الشركة المصرية للاتصالات، مثل إمكانية التسبب في فواصل مزدوجة-حبلا الحمض النووي أو تعدل الدولة جينية من الكروموسومات، تتسم أقل تماما. عناصر قابلة البشرية النشطة حاليا من أعضاء أسر ريترويليمينت غير لاتينية والو (شرط)، وسفا. أثر germline insertional) الطفرات التي (TsE) بشكل جيد، بينما المعدل (بوستينسيرشونال (TEs)-الطفرات germline وساطة وجميع أشكال الطفرات الجسدية ما زالت أقل كمياً جيدا. العدد من الأمراض التي تصيب الإنسان اكتشف أن يرتبط جزئ مثلى غير الاليلي بين (TEs)، ولا سيما بين عناصر الو، ينمو بمعدل غير مسبوق. التحسن في التكنولوجيا للكشف عن مثل هذه الأحداث، وكذلك مصلحة متزايدة في البحوث والمجتمعات الطبية في حل الأسباب الكامنة وراء الأمراض البشرية مع المسببات غير معروف، تفسرهذه الزيادة. هنا، علينا أن نركز على آخر التطورات في فهم أثر الإنسان النشط (TEE) على الاستقرار للجينوم البشري وأهميته للأمراض البشرية.
عناصر قابلة (TE) تسلسل الحمض النووي المحمول يمثلون شريحة كبيرة من معظم الجينوم. من خلال إنشاء جديد الجينات ووظائفها، (TE) عناصر هامة للجينوم.اللدونة وتطورها. ومع ذلك قد يكون الإدراج (TE) في الجينوم البشري سبب الخلل الجيني وتحوير الجينات المساهمة في مرض السرطان وغيره من الأمراض البشرية. بالإضافة إلى الكروموسوم يكرر ترتيبات جديدة الناجم عن (TE)، ويبين هذا الاستعراض مصغرة كيف التعبير الجيني قد يكون تغيير الإدراج (TE) التالية، على سبيل المثال بإنشاء مواقع جديدة على بوليادينيليشن(polyadenylation)، بإنشاء exons الجديد (اكسونيزيشنexonization)، بتخطي إكسونexon وقبل تعديل آخر للربط بديلة، وأيضا بتغيير تسلسل تنظيمي. من خلال الترابط بين التنقل (TE) ومركز )مثلايشنmethylation(من الحمض النووي، وأهمية تنظيم الكروماتين يتجلى في العديد من الأمراض. وأخيراً ينتهي هذه النظرة العامة عرضاً موجزاً للاستخدام (TE) كأدوات التكنولوجيا الأحيائية للطفرات insertional الفحص والعلاج الجيني مع ترانسبوزونات الحمض النووي.
أنواع من العناصر القابلة:
نوعين رئيسيين:
1-إدراج تسلسل (هو) أو "ترانسبوزونات بسيطة".
الإدراج تسلسل الحمض النووي قصيرة حول 800-1400 bp، ولديها القدرة على تبديل. أنها أيضا تعزز جزئ بين الكروموزومات غير المتماثلة، وتعتبر المشاركة في إدماج ابيسوميس في الكروموسومات البكتيرية.
وهناك تسلسل الإدراج مختلفة مثل IS1، IS2، IS3، IS4 في كولاي وهلم جرا. سجلت مؤخرا IS21 في البكتيريا قبل ويليتز ايتال.، (1981). هي عناصر لها 9-40 شركة بريتيش بتروليوم يكرر معكوس (حيث يكون عناصرمعينة هو تسلسل مماثلة من قواعد في كل من طرفي ولكن بترتيب عكسي) في غاياتها اثنين.
هي العناصر التي تحدث في العديد من المواقع في كروموسوم كولاي ولكن توزيعها غير عشوائية؛ ويبدو أن تكون متكاملة ترتبط بشكل تفضيلي في مواقع معينة. إدماج عنصر هو في جين يدمر وظيفتها. هي عناصر يعتقد أنها مسؤولة عن جزء ملموس من طفرات الجينات عفوية في البكتيريا وباكتيريوفاجيس.
هي عناصر مكونات طبيعية الكروموسومات البكتيرية، البلازميدات وحتى فاجيس. من رموز العناصر فقط تلك البروتينات التي هي بحاجة لتبديل بهم. فعلى سبيل المثال قد IS1 اثنين من الجينات أي التعليمات البرمجية للبروتينات إنسي وإينسب التي هي بحاجة لتبديل لها. تتضمن العناصر الأخرى هو فقط واحدة طويلة ترميز المنطقة الذي رموز ترانسبوساسي التي ترعى على تبديل.
ينشئ إدخال العناصر هو في كروموسوم قصيرة يكرر مباشر (bp عادة 5 أو 9) أن الجناح هو العنصر. عندماينقل هذا العنصر هو، يظل هذا التكرار المباشر في الموقع للإدراج في كروموسوم المضيف. إدراج معظم العناصر في مجموعة
متنوعة من المواقع داخل المضيفة الحمض النووي، ولكن تظهر بعض العناصر الأفضلية للنقاط الساخنة خاصة بدرجات متفاوتة.
الصورة
2- ترانسبوزونات (تينيسي) أو ترانسبوزونات المعقدة:
ترانسبوزونات (تينيسي) عناصر قابلة أكثر تعقيداً؛ وهم عادة أكثر من 2000 bp طويلة، تحمل الجينات أو أكثر لا علاقة لها بما ترانسبوسابيليتي (مثل جينات مقاومة المضادات الحيوية)، وهي تشبه العناصر المتكررة في غاياتها.
قد تكون العناصر هو في نهايات اثنين من عنصر Tn أما في نفس اتجاه (يكرر الطرفية المباشرة) مثلاً IS1في نهايات Tn 9 من كولاي، أو في الاتجاه المعاكس (يكرر المحطة الطرفية معكوس) مثل IS10 في تينيسي 10 من كولاي.
دمج ترانسبوزونات في كروموسوم يترافق مع ازدواجية عادة من 5-9 bp من كروموسوم متاخم لينتهي عناصر تينيسي. يتم العثور على عناصر قابلة في حقيقيات النوى، مثل الذرة والخميرة، المورفولوجية، إلخ والجينومالحمض النووي لبعض الفيروسات المسببة للسرطان (الفيروسات القهقرية) متشابهة في هيكل البكتيرية Tn العناصر.
الصورة
وتسمى أيضا عناصر قابلة عناصر التحكم من حقيقيات النوى وتتشابه في هيكل ينقول البكتيرية (Tn العناصر).في بعض ترانسبوزونات، هي عناصر في كلا نهايات متطابقة، مثلاً، IS1 في Tn9، ولكن فيحالات أخرى قد تكون وثيقة الصلة ولكنها ليست متطابقة، مثلاً، هو 10 لتر و 10R في تينيسي 10... عندما عنصري هو ينقول متطابقة، أما عنصر يمكن أن ترعى تبديل، ولكن عندما تكون مختلفة، قد تختلف في القدرة الوظيفية حيث أن النقل قد تعتمد أساسا على واحد من هذين العنصرين.
أحداث العام أثناء إدراج ترانسبونس كما يلي:
1-يتم إنتاج فواصل مرتب في الحمض النووي الهدف
2-صلات ترانسبوزونات إلى نهايات بارزة واحدة-الذين تقطعت بهم السبل و
3 -ثم سد الثغرات المتبقية-توليد يكرر هدف الحمض النووي في موقع الإدراج.
قد يكون تبديل المحافظ أو ريبليكاتيفي. في تبديل المحافظ، يتحرك خارج الموقع ترانسبوزونات وإدراج فيموقع جديد ترك فاصل مزدوج-حبلا في الهدف الحمض النووي في موقع سابق.
فاصل حبلا مزدوجة حيث أنتجت قد أو قد لا يمكن إصلاحه، مثل IS10، Tnl0 إلخ. لكن في نقلريبليكاتيفي، يتم إنتاج نسخة جديدة من ينقول الذي يدرج في موقع هدف جديد. نتيجة لذلك لم يتغير الموقع الأصلي. وتتصل مجموعة من ترانسبوزونات Tn تحرك بهذه الطريقة.
يمكن تجميع عناصر التحكم من الذرة وحقيقيات النوى الأخرى إلى فئتين: (1) الحكم الذاتي و (2) غير متمتع بالحكم الذاتي. عناصر مستقلة لديها القدرة على المكوس وتبديل. ولكن العناصر غير متمتع بالحكم الذاتي التي لاتملك القدرة على تبديل؛ أنها تبديل فقط عندما يكون عضو مستقل من نفس العائلة موجودة في أماكن أخرى في الجينوم. العناصر غير متمتع بالحكم الذاتي يمكن أن تستمد من عناصر ذاتية الحكم بفقدان الصفقة الوظائفاللازمة للنقل.
الفئات:
الجينومات حقيقية النواة تمتلك أيضا مجموعة متنوعة من عناصر قابلة، التي تنقسم إلى فئتين التالية:
1-ترانسبوزونات:
أنها قابلة للمقارنة ترانسبوزونات البكتيرية ولا حياة خارج الجينوم، مثل عناصر التحكم من الذرة.جنبا إلى جنب مع ترانسبوزونات البكتيرية وهي العناصر، وهي تشكل مجموعة من العناصر التي غالباً ما تعتبر أنانية الحمض النووي نظراً لأنها تعني أساسا بالنشر الخاصة بهم.
2-ريتروبوسونس:
وقد فقدت حتى القدرة على تبديل هذه العناصر هي أما نسخ الحمض النووي لفيروسات الرنا تسمى الفيروسات القهقرية أو مشتقات من هذه النسخ. تولد هذه العناصر أيضا يكرر المباشر القصير الهدف الحمض النووي خلالإدخالهم
معدل الانتقال، والحث والدفاع إحدى الدراسات قّدرت المعدّل من انتقال جين معين باستخدام عدة افتراضات، معدّل الانتقال الناجح يحدث في كل جين حيث أنه يحدث ليكون مّرة واحدة كل بضعة أشهر واحدة كل بضع سنوات. يحتوي بعضهم على مادة محفّزة حيث أن معدل الانتقال يزداد إذا زاد تعرّض الخلية إلى الإجهاد.ولذلك معدل حدوث الطفرة يزداد في ظل هذه الظروف وقد يكون هذا مفيدا للخلية.خلايا الدفاع تعاكس انتشار الجينات القافزة في عدة طرق.والتي تشمل أنواع من الجينات التي تثبط عمل الجينات القافزة بعد عملية النسخ. إذا كانت الكائنات الحية تحتوي على هذه الجينات القافزة يمكن لنا أن نفترض أن الأمراض الناتجة تعود إلى أنها تكون في غير موقعها.لكنها في أغلب الحالات تُثبّط جينيا كمبدأ عمل الحمض النووي.الكروماتين بالإضافة إلى الحمض النووي لا يحدث لهم تغيير في الشكل أو حركة الجينات القافزة ولو القليل. هناك طفرات محددة وجدت لتعاكس العملية المتعلقة في دور الانزيمات بنقل مجموعة ميثيل والذي يسبب في نسخ الجينات القافزة ومن ثم التأثير على شكلها.
وتشير إحدى الفرضيات أن هناك ما يقارب المئة مؤشر من التسلسل النشط وبالرغم من ذلك فهم يشكلون 17% من الجينوم البشري في خلايا الإنسان ودورها يكون بتدخل مبدأ عمل من الحمض النووي الريبوزي.والمثير أكثر أن هذا الحمض مشتق من الموقع الخامس الغير مترجم والذي يقوم بتكرير نفسه، بافتراض أنهم يقوموا بالتشفير عند حدوث تحفيز للنسخ بإضافة إلى الترميز لمنطقة الحمض النووي الريبوزي والتي تسمى بروموتر ومن ثم يتم إنتاج المستقبلات الخاصة بالحمض. إذا حدث تثبيط لمبدأ عمل الحمض في هذه ا لمنطقة يؤدي ذلك إلى ازدياد في عملية النسخ.
التطور:
موجود في معظم أشكال الحياة، وما زال المجتمع العلمي يستكشف تطورها وتأثيرها على تطور الجينوم. ومن غير الواضح إذا كانت TES نشأت في آخر سلف مشترك للجميع، نشأت بشكل مستقل عدة مرات، أو نشأت مرة واحدة ثم امتدت إلى الممالك الأخرى عن طريق نقل الجينات الأفقي. [37] في حين أن بعض تمنح الفوائد لمضيفيهم، وتعتبر الأكثرية كما في الاحماض النووية الانانية. وهي في هذه الحالة تشبه الفيروسات. فهي مماثلة للفيروسات. الفيروسات المختلفة أيضا تتشارك في صفات هياكل الجينوم وقدراتهم الكيميائية الحيوية، مما أدى إلى تخمين مفاده أنهما يتقاسمان سلف مشترك.وبسبب نشاطه المفرط يمكن أن يتسبب ذلك في تلف للإكسونات، طوّرت العديد من الكائنات الحية آليات لتثبيط نشاطها. قد تخضع البكتيريا إلى ارتفاع معدلات حذف الجينات كجزء من آليتها لإزالة.الفيروسات من الجينوم، بينما الكائنات الحية حقيقية النواة تستخدم تدخل الحمض النووي الريبوزي لتثبيط نشاطه. ومع ذلك، بعضTES تولد عائلات ضخمة غالبا تتعلق بأحداث جديدة. التطور غالبا يعطّل الحمض المنقوص الريبوزي الانتقالي، ويتركها كإنترونات (سلسلة جين غير نشطة).في الخلايا الحيوانية الفقارية، وكلها تقريبا 100,000+ ترانسبوزونات من الحمض النووي في الجينوم تحتوي الجينات التي تشفر ترانسبوزاز بالرابطة العديد بيبتيدية غير النشطة. [38] في البشر، كل الترانسبوزونات TC1 الشبيهة غير نشطة. وينقول الاصطناعية الأولى من نوعها المصممة للاستخدام في خلايا الفقاريات، جمال نظام النوم الانتقالي، TC1 / مثل Tc1.غير نشطة كان موجودا في الجينوم البشري باعتباره إنترون وتفعيلها من خلال إعادة بنائها. كميات كبيرة منTES خلال الجينوم قد لا تزال موجودة بمزايا متطورة، على أي حال . يتم إنشاء تكرار لأحداث تتخلل الجينوم تراكمت عبر تطور الزمن . لأنه تتخللها كتلة تكرار تحويل الجينات، وحماية تسلسل الجينات الجديدة من الكتابة المستفحلة بواسطة جينات مماثلة، وبالتالي تسهيل تطور جينات جديدة TES قد يكون أيضا مغريا لانتقاءه من قبل جهاز المناعة كمعنى لإنتاج اجسام مضادة متنوعة. نظام إعادة التركيب يعمل من خلال آلية مماثلة لTESويمكن أن تحتوي على العديد من أنواع الجينات، بما في ذلك تلك التي تمنح المقاومة للمضادات الحيوية والقدرة على نقل بلازميدات مقترنة . وتحتوي أيضا على إنتجرون وهي جينات العناصر التي تستطيع أن تلتقط وتوضح جينات من مصادر أخرى، وهي تحتوي على جين مدمج بأشرطة الجينات . وهناك أكثر من 40 الجينات المقاومة للمضادات الحيوية التي تم تحديدها على أشرطة، وكذلك الجينات الخبيثه الترانسبوزونات ليست دائما تعين عناصرها بدقة، أحيانا تقوم بازالة ازواج القاعدة المتجاورة و وتسمى هذه الظاهرة خلط خلط الاكسون. خلط اكسونين ليس لهما علاقة ببعض يخلق جين جديد مبتكر اشبه لان يكون انترون .
التطبيقات:
تم اكتشاف أول جين قابل للنقل في الذرة وسميديسوسياتور. ولقدكان معزول جزيئيا ومتكونا من النبات (سنا بدراجون). ، وقد كانت تعتبر هذه الجينات كأداة مفيدة وبشكل خاص في مجال علم البيولوجيا الجزيئية للنباتات. ولقد استخدمها الباحثون كوسيلة من أجل إحداث الطفرات. وفي هذا السياق، عند دمج الجين القابل للقفز مع الجينات الأخرى فانه تحدث طفرة. إن وجود مثل هذه الجينات الناقلة يوفر وسيلة مباشرة لتحديد إليه التحول بالنسبة لأساليب توليد الطفرات الكيمياوية.
أحيانا ادراج الجين القابل للنقل مع الجينات الأخرى يمكن أن يعرقل وظيفة الجين مما يسبب عمله بطريقة عكسية في عملية تسمى توليد الطفرات بشكل ذاتي (غريزي). استئصال الحمض النووي للجين يعيد للجين وظيفته. وذلك ينتج نبانات خلاياها المجاورة مختلفة في أنماطها الجينية، هذه الميزة سمحت للباحثين التفريق بين الجينات التي يجب أن تكون موجودة داخل الخلية من أجل وظيفتها لإنتاج خلايا (خلايا مستقلة) والجينات التي ينتج عنها تأثيرات جانبية التي يمكن ملاحظتها في خلايا أخرى من تلك التي دمج بها الجين نفسه.
يعتبر الجين القابل للنقل أيضا أداة تستخدم على نطاق واسع لتوليد الطفرات لمعظم الكائنات الحية التي تعتبر سهلة الانقياد تجريبيا. وقد استخدم نظام الجينات الاصطناعية المصممة لتقديم تسلسل الحمض النووي بدقة في صبغيات الحيوانات الفقارية لغرض إدخال صفات جديدة واكتشاف جينات جديدة وتحديد وظائفها وقد اعتبرت علامات هذا النظام الأكثر ادخالا لتحديد جينات السرطان.
منح نظام الجينات الاصطناعية الملاحة في عام 2009 عن جزئية النشاط في خلايا الثدييات وتقام حاليا الأبحاث لدراسة قابلية استخدامها في العلاج الجيني البشري.
يستخدم الجين القابل للنقل لإعادة بناء شجرة سلف الأسرة والأنساب سواءا في وجود التحليل أو غيابه .
تكراردي نوفو:
هوالمسح الأولي لعملية تسلسل البيانات التي تسعى للعثورعلى المناطق المتكررة من الجينوم وتصنيفها. توجد العديد من برامج الحاسوب التي تعمل على أجراء دي نوفو للتكرار على تحديد هوية الجين، وجميع تلك البرامج تعمل بنفس المبادئ العامة. عموما عند حدوث تكرارات قصيرة ومتقاربة فان 1-6 أزواج تمتاز بطولها وغالباما تكون متتالية، فيكون التعرف عليها سهل نسبيا. من ناحية أخرى، يعد التميز والتفريق بين العناصر البعيدة نسبيا أكثر صعوبة لتحديدها وكشف هويتها، لأنها أطول وغالبا قد حصل بها طفرات عديدة وبالرغم من ذلك، فمن المهم تحديد هوية هذه التكررات لأنهاغالبا تعبر عن الجين القابل للنقل.
تتضمن عملية تحديد هوية الجينات القابلة لنقل باستخدام هذه الطريقة ثلاثة خطوات: 1) إيجاد جميع الوحدات المتكررة داخل الجينوم . 2) إيجاد التوافق بين تسلسلات الأسرة الواحدة.3) تصنيف هذه التكرارات. وهناك ثلاثة مجموعات تعتمد على الخطوة الأولى. ، المجموعة الأولى ترجع إلى اقتراب k-mer، حيث أن k-mer هو سلسة طويلة من k لذلك يتم فحص الجين لمعرفة كمية احتواء على k-mer ، كذلك وفي كثير من الأحيان يحتمل ان تحدث k-mer وحدها، ويتم تحديد طول k-mer من خلال البحث عن نوع معين من الجين القابل للنقل.ومن الممكن أن يحدث عدم تطابق بالجين بسبب ال k-mer من خلال العدد التي تم تحديده من قبل المحللين، بعض البرامج أستخدمت نهج k-mer كأساس لها،، بحيث تمدد كل نهايات k-mer المتكررة حتى يتمكنوا من إيجاد أكبرتشابه بينهما عند فحص نهايتها. مجموعة أخرى من الخوارزميات تعمل بطريقة تسمى تسلسل المقارنة الذاتي. وتم استخدامها في قواعدالبيانات AB-Blast كإجراءتسلسل التوافق الأولي . حيث تجدهذه البرامج مجموعة العناصر التي تتداخل جزئيا، فهي مفيدة للعثورعلى الجينات القابلة للنقل المختلفة إلى حد كبير، أوالجينات القابلة للنقل في تجمعات صغيرة التي من الممكن نسخهاإلى أجزاءأخرى من الجينوم. مجموعة أخرى من الخوارزميات تتبع النهج الدوري التي تعمل على تسلسل البيانات بنظام تحويل فورييه، حيث تحدد المناطق المكررة بشكل دوري، وتكون قادرة على استخدام ذروة الطيف للعثور على العناصر المتكررة. هذا الأسلوب يعمل بشكل أفضل على العناصر المتكررة المتقاربة، كما يمكن أن تستخدم للمتكررات المتفرقة أيضا، مع انها عملية بطيئة، مما يجعلها خياراغير محبب لتحليل على نطاق الجينوم.
الخطوة الثانية من تكرار دي نوفو تعتمد على بناء توافق بين تسلسلات الأسرة الواحدة. التوافق هوتسلسل تم إنشاؤه بناءاعلى المتكررات التي تشمل الجين الناقل للأسرة، الزوج الأساسي لهذا التوافق هو الذي حصل لسلسة تمت مقارنتها لعمل هذا التوافق، على سبيل المثال: - في عائلة مكونة من 50 زوج أساسي متكرر وكان 42 منها تحتوي على زوج T بنفس الموقع، فأن توافق السلسة لديهم يحتوي على زوج T لنفس الموقع أيضا، علما بان الزوج الأساسي يعتبر هو ممثل الأسرة في حالة معينة وعلى الارجح بان هذا الزوج الأساسي قد وجد لسلف هذه الأسرة بنفس الموقع، عند اجراء تسلسل التوافق لكل أسرة، فبإمكاننا الانتقال إلى مزيد من التحاليل كتصنيف الجين واخفاء الجينوم من أجل تحديد الكمية العامة للجين الناقل في الجينوم.
التكيف:
عنصر قابلة (TE) تسلسل متنقلة موجودة في جينوم الكائن الحي. (TE) يمكن.أن يسبب الطفرات المميتة بإدراج الجينات الأساسية، وتعزيز عملياتالحذف أو ترك متواليات قصيرة عند الختان. أنهم ولذلك قد يكون تدريجيا التخلص من المختلطة السكان فرداني المجهرية مثل الإشريكيّة القولونية إذا أنهم لايمكن موازنة تحميل هذهالطفرة. انتقال أفقي بين الخلايا من المعروف أن تحدث، والتشجيع على النقل (TE)، ولكن بمعدلات منخفضة للغاية وكثيراً ما للتعويض عن الأعباء لمضيفيهم. ولذلك، ينبغي إيجاد آليات بديلة من هذه العناصر لكسب الاحتفاظ بهم في الخلايا. تم اقتراح عدة نظريات لشرح صيانة طويلة الأجل في جينومات بدائية، ولكن تم الحصول على القليل من الأدلة الجزيئية تجريبيا. وتناقش دوام عناصر قابلة في السكان البكتيرية من.حيث التكاليف أو الفوائد للعنصر والبلدالمضيف. أشار إلى أنه في جميع الدراسات بعد ذكرت، لا تتصرف العناصر الحمض النووي الأنانية ولكن كمكون تعاونية لتور الزوجين في المضيفة لهم.