Ein Transposon ist eine DNA-Sequenz, die neue Positionen innerhalb des Genoms einer einzelnen Zelle einnehmen kann. Die Presse nannte sie springende Gene, aber es ist nicht korrekt, sie "Gene" zu nennen.
Transposons wurden erstmals von Barbara McClintock bei der Arbeit an Mais gefunden. Für ihre Arbeit erhielt sie 1983 den Nobelpreis.
Die Transposition kann bedeutende Mutationen hervorrufen und die Genomgröße der Zelle verändern.
Transposons sind nur eine von mehreren Arten mobiler genetischer Elemente. Transposons selbst gehören nach ihrem Mechanismus zu zwei Typen, die entweder "Kopieren und Einfügen" (Klasse I) oder "Ausschneiden und Einfügen" (Klasse II) sein können.
Klasse I (Retrotransposons): Sie kopieren sich in zwei Stufen, zuerst von DNA zu RNA durch Transkription, dann von RNA zurück zu DNA durch reverse Transkription. Die DNA-Kopie wird dann an einer neuen Stelle in das Genom eingefügt. Retrotransposons verhalten sich sehr ähnlich wie Retroviren, wie zum Beispiel HIV.
Klasse II (DNA-Transposons): Im Gegensatz dazu wird bei den Cut-and-Paste-Transpositionsmechanismen von Transposons der Klasse II kein RNA-Intermediär verwendet.
Transposons sind Mutagene. Sie können das Genom ihrer Wirtszelle auf unterschiedliche Weise schädigen:
Transposons können akzessorische Gene, wie z.B. Antibiotikaresistenzgene, tragen. Sie können verwendet werden, um ein Gen in die DNA eines Organismus einzubringen. Dies ist bei der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) durch Einbringen des Transposons in den Embryo geschehen.
Transposons finden sich in vielen Lebensformen. Sie können viele Male unabhängig voneinander entstanden sein, oder vielleicht auch nur einmal und sich dann durch horizontalen Gentransfer in andere Reiche ausgebreitet haben.
Während einige Transposons ihren Wirten Vorteile bringen können, werden die meisten als egoistische DNA-Parasiten betrachtet. Auf diese Weise sind sie den Viren ähnlich. Verschiedene Viren und Transposons haben auch gemeinsame Merkmale in ihren Genomstrukturen und biochemischen Fähigkeiten, was zu Spekulationen führt, dass sie einen gemeinsamen Vorfahren haben.
Übermäßige Transposonaktivität kann ein Genom zerstören, was tödlich ist. Viele Organismen haben Mechanismen entwickelt, um sie zu hemmen. Bakterien können die Gendeletion nutzen, um Transposons und Viren aus ihrem Genom zu entfernen, während eukaryotische Organismen die RNA-Interferenz (RNAi) nutzen, um die Transposonaktivität zu hemmen.
In den Zellen von Wirbeltieren fast alle der über 100.000 DNA-Transposons in einem Genomcode für inaktive Polypeptide. Beim Menschen sind alle Klasse-I-ähnlichen Transposons inaktiv. Das erste DNA-Transposon, das als Werkzeug für genetische Zwecke verwendet wurde, das Dornröschen-Transposonsystem, war ein Transposon, das aus einem langen evolutionären Schlaf wiederbelebt wurde.
Möglicherweise wurden Transposons vom Immunsystem der Wirbeltiere als Mittel zur Herstellung von Antikörperdiversität kooptiert: Das V(D)J-Rekombinationssystem funktioniert nach einem ähnlichen Mechanismus wie die Transposons. Dabei handelt es sich um ein System aus drei Genen, die bei der Produktion von Wirbeltier-Lymphozyten umarrangiert werden. Das System kodiert auf vielfältige Weise für Proteine, um Antigene von Bakterien, Viren, Parasiten, dysfunktionalen Zellen wie Tumorzellen und Pollen anzupassen.
Die endgültige DNA-Sequenz und damit die Sequenz des Antikörpers ist sehr variabel, selbst wenn die gleichen zwei V-, D- oder J-Segmente zusammengefügt werden. Diese große Diversität ermöglicht die Rekombination von VDJ zur Erzeugung von Antikörpern sogar gegen Mikroben, denen weder der Organismus noch seine Vorfahren jemals zuvor begegnet sind.