Transposons, auch transposable Elemente (TEs) oder „springende Gene“ genannt, sind genetische Muster, die sich von einer Genomplatzierung zu einer anderen bewegen. TEs werden häufig in den Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Sequenzen von lebenden Organismen, einschließlich Menschen und Pflanzen, gefunden. Die sich ändernde Position von Transposons innerhalb einer genetischen Struktur kann manchmal zu Mutationen oder sichtbaren Schönheitsfehlern führen.
Transponierbare Elemente wurden zunächst in den frühen 1930er Jahren von Barbara McClintock und Marcus Rhoades entdeckt. Vor dieser Entdeckung glaubten Wissenschaftler, dass die DNA stabil und unveränderlich ist. Die Untersuchung von Transposonen hat das Verständnis, wie genetische Faktoren einen Organismus beeinflussen können, erheblich verbessert. Obwohl diese bahnbrechenden Studien nicht sofort akzeptiert wurden, brachte McClintocks Arbeit ihr 1983 den Nobelpreis ein.
Es gibt zwei allgemeine Arten von Transposons. Transposons der Klasse II bestehen aus DNA, die sich auf direkte Weise von einem genetischen Ort zu einem anderen bewegt, ähnlich dem „Kopieren und Einfügen“ von Buchstaben von einem Bereich eines Satzes an einen anderen Ort. Alternativ haben Klasse-I-Transposons einen zusätzlichen Schritt im Duplikationsprozess, indem sie ein DNA-Muster auf Ribonukleinsäure (RNA) kopieren und es dann an einer anderen Stelle wieder in DNA umwandeln. Ein Transposon der Klasse I wird manchmal als „Retrotransposon“ bezeichnet, was bedeutet, dass jedes Segment der genetischen Information von der RNA entschlüsselt werden muss, bevor es an einer neuen Stelle eingefügt werden kann.
Wissenschaftler haben Anfang 2012 den Nutzen oder Zweck von transponierbaren Elementen nicht vollständig verstanden. Tatsächlich bezeichnen viele Experten sie als „Junk“-DNA, weil sie die Qualität eines Wirtsorganismus nicht zu verbessern scheinen. Einige Wissenschaftler vermuten, dass die durch transponierbare Elemente verursachte Vielfalt für die natürliche Selektion wichtig ist; es gibt jedoch keinen Beweis dafür, dass dies wahr ist.
Während die Forschung zu den Vorteilen weitergeht, sind die durch TEs verursachten physikalischen Veränderungen leicht zu beobachten. Als Beispiel sind die genetischen Mutationen, die durch transponierbare Elemente verursacht werden, in der „indischen“ Maissorte zu sehen. Jedes Transposon erzeugt einen verfärbten Kernel. Muster aus dunklen und hellen mutierten Kernen verleihen dem Kolben ein mosaikartiges Aussehen. Diese Transposon-Genmuster schaden der Pflanze nicht, verleihen ihr aber ein verfärbtes Aussehen.
Einige Forscher hoffen, mit transponierbaren Elementen genetische Strukturen positiv verändern zu können. Durch die Kontrolle jedes Transposons können Wissenschaftler möglicherweise das Auftreten unerwünschter Mutationen verhindern. Die Möglichkeit, Mutationen auf genetischer Ebene zu beeinflussen, könnte zu großen Durchbrüchen in der Behandlung und Prävention von Krankheiten führen.