Plasmide, Viren, Viroide und Prionen

Das Genom eines Organismus enthält viele DNA-Segmente, die durch Viren oder Plasmide innerhalb eines Chromosoms aber auch zwischen Chromosomen verlagert werden können (Transposition). Diese mobilen genetischen Elemente (Transposons) können während der Phylogenese und der Ontogenese an andere Orte im Genom verschoben werden. Das menschliche Genom enthält eine Vielzahl von Transposons, die oft in mehrfachen Kopien vorkommen. Kurze Insertionssequenzen im Transposon und der Akzeptorregion bestimmen das Woher und Wohin des Austauschs; Rekombinationsenzyme erkennen diese spezifischen Nucleotidsequenzen und katalysieren die nötigen Bindungswechsel. Die Integration und Entfernung mobiler DNA-Segmente wurden zuerst bei der Infektion von Bakterien durch Bakteriophagen beobachtet. Am einfachsten lässt sich die genetische Rekombination anhand bakterieller Antibiotika-Resistenzfaktoren in Plasmiden darstellen. Viren bestehen aus Nucleinsäuren (dsDNA, ssDNA, dsRNA oder ssRNA) und 1–200 verschiedenen Proteinen (Hüllproteine und Enzyme); gewisse Viren besitzen zudem eine Lipiddoppelmembran. Viroide und Prionen sind pathogene infektiöse Makromoleküle und bestehen aus nackter zirkulärer ssRNA bzw. aus dem Prionprotein in fehlgefalteter Konformation. Viroide verursachen Krankheiten von Kulturpflanzen, Prionen führen bei Mensch, anderen Säugern und auch bei Hefe zu Proteinfehlfaltungskrankheiten.