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2023-11-01T18:15:20Z

Geschichte

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Das '''P-Element''' oder der '''P-Faktor''' ist ein [[DNA-Transposon]], das in der Taufliege ''[[Drosophila melanogaster]]'' vorkommt und in der Wissenschaft häufig zur [[Mutagenese]] eingesetzt wird. Es kann mit Hilfe einer [[Transposase]] seinen genomischen [[Genlocus|Locus]] verändern.

Der Name stammt von der Evolutionsbiologin [[Margaret Kidwell]], die zusammen mit James Kidwell und John Sved die Hybriddysgenese bei Drosophila erforschten. Sie bezeichneten Stämme als P von paternal (väterlich) und M von maternal (mütterlich) wenn sie in dieser Rolle der Fortpflanzung zur Hybriddysgenese beitrugen.<ref>{{Literatur |Autor=Margaret G. Kidwell, James F. Kidwell, John A. Sved |Titel=Hybrid dysgenesis in ''drosophila melanogaster'': A Syndrome of aberrant traits including mutation, sterility and male recombination |Sammelwerk=Genetics |Band=86 |Nummer=4 |Datum=1977-08-01 |ISSN=1943-2631 |Abruf=2023-09-12}}</ref>

== Aufbau ==
Das P-Element ist eine 2907 [[Basenpaar]]-lange [[DNA]]-Sequenz und besitzt an seinen Enden zwei je 31bp-lange, gegenläufige Wiederholungssequenzen (''inverted repeats'') und zwei je 11bp-lange ''direct repeats'', die als Erkennungssequenz für die Transposase dienen. Es besitzt vier [[Exon]]s, die für eine Transposase kodieren, sodass es sich um ein autonomes P-Element handelt. Die circa 2500bp-lange [[prä-mRNA]] wird zu [[mRNA]] [[Spleißen (Biologie)|gespleißt]] und dann [[Translation (Biologie)|translatiert]]. In der Keimbahn werden alle drei zwischen den Exons befindlichen [[Intron]]s aus der prä-mRNA herausgeschnitten, sodass eine vollständige [[Translation (Biologie)|Translation]] zur ca. 87 [[Dalton (Einheit)|kDa]] großen Transposase möglich ist.

Ein [[alternatives Spleißen|alternativer Spleißmechanismus]] bewirkt in [[Somatische Zelle|somatischen Zellen]], dass das dritte Intron (zwischen Exon 3 und 4) in der mRNA verbleibt, wodurch die Translation in diesem Intron abgebrochen wird und eine nicht-aktive (trunkierte) Transposase entsteht. Dieses Polypeptid ist 66 kDa groß und akkumuliert sich aufgrund seiner Langlebigkeit (auch) in den Keimzellen. Mit der Zeit kompetiert es dort erfolgreich mit der Transposase und fungiert so als ihr Repressor. Es entsteht ein stabiler Genotyp in den Gonaden.
''Drosophila''-Stämme, die P-Elemente besitzen, werden als "P-Stämme", die anderen als "M-Stämme" bezeichnet.

== Geschichte ==
Das P-Element ist ein sehr erfolgreiches Transposon. So weisen Untersuchungen darauf hin, dass es erst in den 1920er Jahren zu ''D. melanogaster'' gekommen ist. Im Jahr 2000 jedoch waren keine M-Stämme in der freien Wildnis mehr nachzuweisen. Das P-Element ist sequenzidentisch zu Elementen der evolutionär weit entfernten ''Drosophila willistoni''-Gruppe, was auf die Infektion über [[Horizontaler Gentransfer|horizontalen Gentransfer]] durch eine Spezies dieser Gruppe hindeutet. Somit hat der P-Stamm in 80 Jahren die gesamten Populationen von ''Drosophila melanogaster'' „auskonkurriert“.

== Hybriddysgenese ==
Kreuzt man ein Männchen eines P-Stammes mit einem Weibchen eines M-Stammes, so fehlt in den neu entstanden weiblichen Keimbahnzellen der Repressor und das P-Element springt in sehr hoher Rate, weswegen es zu [[Mutation]]en kommt. Kreuzt man hingegen ein M-Männchen mit einem P-Weibchen, so entstehen normale Larven, da die Eizellen ja den Repressor haben. Diesen Effekt bezeichnet man als '''[[Hybriddysgenese]]'''.

== P-Element-Mutagenese ==
In der [[Gentechnologie]] kann man das P-Element dazu benutzen, Mutationen zu erzeugen und diese dann auch molekular sichtbar zu machen.

Dazu werden zwei Stämme gezüchtet: Stamm 1 besitzt ein modifiziertes P-Element, bei dem die Transposase durch ein [[Marker (Genetik)|Markergen]] ersetzt ist. Stamm 2 besitzt ein P-Element mit einem Transposon, jedoch sind die ''inverted repeats'' defekt, sodass das Element nicht springen kann, wohl jedoch die Transposase ausbilden kann. Dieses nennt man dann auch ''Jump-starter''-Element (Js).

Kreuzt man nun die beiden Stämme, so wird in den Zellen der Tochtergeneration die Transposase von Stamm 2 exprimiert und diese lässt das Marker-P-Element von Stamm 1 springen. Das Markergen zeigt an, dass eine Transposition stattgefunden hat und auch die Chromosomenregion, wohin es gesprungen ist. Wird ein [[Gen]] getroffen, so kann man anhand der Mutationen und des Markergens Gene lokalisieren.

== Literatur ==
* Griffiths, A. J. (2005). An introduction to genetic analysis. Macmillan.
* Brennecke, J. et al. (2008). "An epigenetic role for maternally inherited piRNAs in transposon silencing". Science 322: 1387–1392. {{doi|10.1126/science.1165171}}.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Mobiles genetisches Element]]

P-Element - Versionsgeschichte

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