Short Interspersed Nuclear Element

Unter short interspersed nuclear elements (SINE, engl. für ‚kurze, eingestreute Kernsequenzelemente‘) versteht man typischerweise 100–400 Basenpaare lange, häufig wiederholte und relativ frei verteilte DNA-Sequenzen im Genom. SINEs werden häufig zu den transponierbaren Elementen gerechnet, die eine RNA als Zwischenstufe benutzen (Retroelement) und keine long terminal repeats (Non-LTR Retrotransposons) besitzen. Transponierbare Elemente im engeren Sinn sind jedoch definiert als DNA-Sequenzen, die selbst eine Transposase kodieren und damit eine intrinsische Fähigkeit besitzen, ihre genomische Position zu ändern. Im Gegensatz zu den längeren LINEs sind SINEs somit nicht autonom, sondern benötigen eine externe Reverse Transkriptase (oft von LINEs codiert), da sie keine eigene (mehr) besitzen.

SINEs stimmen in der 3'-Sequenz oftmals mit LINE-Sequenzen überein und sind oft entartete Gene für kleine RNAs, wie die 7SL-RNA, oder tRNAs. tRNA-verwandte SINEs besitzen eine zusammengesetzte Struktur mit einer Region, die homolog zu einer tRNA ist, einer nicht tRNA-ähnlichen Region sowie einem variablen (8–50 bp) AT-reichen 3'-Ende. Die tRNA-homologe Sequenz enthält einen RNA-Polymerase-III-Promotor. Sie werden demnach durch die RNA-Polymerase III transkribiert.

Eine bedeutende SINE-Familie ist die sogenannte Alu-Familie, die nur in Primaten vorkommt. Andere Familien kommen bei sämtlichen Säugetieren (auch Kloakentiere und Beuteltiere) vor und werden daher auch als mammalian-wide interspersed repeats (MIR) bezeichnet. Bei einigen Organismen, wie z. B. der Fruchtfliege Drosophila melanogaster oder dem Nematoden Caenorhabditis elegans fehlen SINEs.[1]

SINEs machen im menschlichen Genom ca. 14 % aus.

Auch in vielen pflanzlichen Genomen kommen SINEs vor.[2] Zum Beispiel sind SINEs in verschiedenen Getreidearten in hoher Vielfalt und mit variierenden Kopienanzahlen verbreitet.[3]

Literatur

P. Capy, C. Bazin, u. a.: Dynamics and Evolution of Transposable Elements. Landes Bioscience and Chapman & Hall, 1998.

Einzelnachweise

T. H. Eickbush, A. V. Furano: Fruit flies and humans respond differently to retrotransposons. In: Current opinion in genetics & development. Band 12, Nummer 6, Dezember 2002, S. 669–674, ISSN 0959-437X. PMID 12433580. (Review).
Torsten Wenke, Thomas Döbel, Thomas Rosleff Sörensen, Holger Junghans, Bernd Weisshaar: Targeted Identification of Short Interspersed Nuclear Element Families Shows Their Widespread Existence and Extreme Heterogeneity in Plant Genomes[W]. In: The Plant Cell. Band 23, Nr. 9, September 2011, ISSN 1040-4651, S. 3117–3128, doi:10.1105/tpc.111.088682, PMID 21908723, PMC 3203444 (freier Volltext).
Anja Kögler, Thomas Schmidt, Torsten Wenke: Evolutionary modes of emergence of short interspersed nuclear element (SINE) families in grasses. In: The Plant Journal. Band 92, Nr. 4, 1. November 2017, ISSN 1365-313X, S. 676–695, doi:10.1111/tpj.13676.

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[1] T. H. Eickbush, A. V. Furano: Fruit flies and humans respond differently to retrotransposons. In: Current opinion in genetics & development. Band 12, Nummer 6, Dezember 2002, S. 669–674, ISSN 0959-437X. PMID 12433580. (Review).

[2] Torsten Wenke, Thomas Döbel, Thomas Rosleff Sörensen, Holger Junghans, Bernd Weisshaar: Targeted Identification of Short Interspersed Nuclear Element Families Shows Their Widespread Existence and Extreme Heterogeneity in Plant Genomes[W]. In: The Plant Cell. Band 23, Nr. 9, September 2011, ISSN 1040-4651, S. 3117–3128, doi:10.1105/tpc.111.088682, PMID 21908723, PMC 3203444 (freier Volltext).

[3] Anja Kögler, Thomas Schmidt, Torsten Wenke: Evolutionary modes of emergence of short interspersed nuclear element (SINE) families in grasses. In: The Plant Journal. Band 92, Nr. 4, 1. November 2017, ISSN 1365-313X, S. 676–695, doi:10.1111/tpj.13676.