Konservatiiviset sekvenssit

Konservoituneet sekvenssit ovat samanlaisia ​​tai identtisiä sekvenssejä, joita löytyy biologisista polymeereistä :  nukleiinihapot , proteiinien primaariset ja spatiaaliset rakenteet , polysakkaridit sekä eri lajien yksilöissä ( ortologiset sekvenssit) että yhden yksilön sisällä ( paralogiset sekvenssit). Ortologiset sekvenssit ovat todisteita siitä, että tietyt sekvenssit voidaan ylläpitää evoluution avulla spesiaatioprosessista huolimatta . Koska tiedot proteiinien aminohapposekvenssistä välittyvät normaalisti vanhemmilta jälkeläisille, konservatiivisten sekvenssien läsnäolo proteiineissa osoittaa konservatiivisen geenin olemassaolon . Yleisesti uskotaan, että mutaatio konservatiivisessa sekvenssissä johtaa joko elottomaan organismiin tai fenotyyppiin , joka eliminoituu luonnollisella valinnalla .

Konservatiiviset nukleiinihapposekvenssit

Uskotaan, että erittäin konservoituneilla DNA-sekvensseillä on toiminnallinen kuorma. Monien näiden erittäin konservoituneiden ei-koodaavien DNA-sekvenssien rooli ei kuitenkaan ole täysin selvä. Vuonna 2004 Bejerano ja kollegat kuvasivat ultrakonservoituneita elementtejä tai sekvenssejä (UCE tai UCR) , jotka  ovat 100 % identtisiä ihmisissä, rotissa ja hiirissä [1] . Eräs äskettäinen tutkimus osoitti, että neljän erittäin konservoituneen ei-koodaavan DNA-sekvenssin poistaminen johti kuitenkin eläviin hiiriin ilman mitään fenotyyppisiä poikkeavuuksia; tutkijat kutsuivat tuloksiaan "odottamattomiksi" [2] . Erittäin konservoituneet sekvenssit, kuten monet muutkin DNA-osuudet, koostuvat toistuvista sekvensseistä . Yksi mahdollinen selitys yllä kuvatulle ilmiölle on, että yhden tai useamman elementin häviäminen toistuvien sekvenssien joukosta voi teoriassa säilyttää normaalin fenotyypin edellyttäen, että yksi sekvenssi sarjasta on riittävä ja loput toistosekvenssit ovat redundantteja, vaikkakin tässä jos ei ollut tarkkoja viitteitä siitä, onko kadonnut sekvenssi toistuva. Huolimatta siitä, että useimpien konservoituneiden sekvenssien biologista toimintaa ei ole vielä vahvistettu, tiedetään, että jotkin niistä muodostavat transkripteja ja syöpäsoluille on tunnusomaista poikkeavuudet niiden ilmentymisessä [3] .

Esimerkki sekvenssistä, joka on erittäin konservoitunut eukaryooteille , on TATA-laatikko , joka on osa promoottoria .

Konservoituneet proteiinisekvenssit ja rakenteet

Hyvin konservoituneita proteiineja tarvitaan usein perusprosesseihin, kuten elämään ja solujen jakautumiseen . Proteiinisekvenssin säilyminen voidaan määrittää samojen aminohappojen läsnäololla samanlaisissa proteiinin osissa. Proteiinirakenteen konservatiivisuuden määrää toiminnallisesti vastaavien, mutta ei välttämättä identtisten, aminohappojen läsnäolo samanlaisissa proteiinin osissa.

Kahden ihmisen sinkkisormen proteiinin ( GenBank -numerot AAB24882 ja AAB24881 ) rakenteet on kohdistettu alla . Konservatiiviset aminohapot on merkitty . Kuten kohdistuksesta voidaan nähdä, nämä kaksi proteiinia sisältävät useita konservoituneita aminohappoja.

Konservatiiviset polysakkaridisekvenssit

Hepariiniglykosaminoglykaanin monosakkaridisekvenssi on säilynyt suuressa määrässä lajeja.

Sekvenssin säilymisen biologinen merkitys

Samankaltaiset sekvenssit tarkoittavat rakenteen ja toiminnan säilymistä sekä näiden sekvenssien välistä evoluutiosuhdetta. Siksi sekvenssien vertaileva analyysi on tärkein menetelmä tiettyjen toiminnallisten elementtien tunnistamiseksi.

Konservoituneimmat sekvenssit ovat tunnusomaisia ​​entsyymien aktiivisille kohtille ja proteiinireseptorien sitoutumiskohdille.

Konservatiiviset ei-koodaavat sekvenssit usein cis-säätelyelementtejä , jotka pitävät niiden kehityksen käynnissä. Joidenkin erittäin konservoituneiden sekvenssien deleetiot ihmisissä ( hCONDELs ) ja muissa organismeissa katsotaan olevan tärkein syy ihmisen ja muiden nisäkkäiden välisiin anatomisiin ja käyttäytymiseen liittyviin eroihin [4] [5] .

Muistiinpanot

  1. ↑ Bejerano, G; Pheasant, M., Makunin, I., Stephen, S., Kent, WJ, Mattick, JS, Haussler, D. Ultraconserved elements in the human genome. (englanniksi)  // Tiede. - 2004. - 28. toukokuuta ( nide 304 , nro 5675 ). - s. 1321-1325 . - doi : 10.1126/tiede.1098119 . — PMID 15131266 .
  2. ↑ Ahituv N., Zhu Y., Visel A. et ai. Ultrakonservoituneiden elementtien poistaminen tuottaa elinkelpoisia hiiriä  // PLoS Biol  .  : päiväkirja. - 2007. - Voi. 5 , ei. 9 . -P.e234 . _ - doi : 10.1371/journal.pbio.0050234 . — PMID 17803355 .
  3. ↑ Calin, G.A.; Liu, CG, Ferracin, M., Hyslop, T., Spizzo, R., Sevignani, C., Fabbri, M., Cimmino, A., Lee, EJ, Wojcik, SE, Shimizu, M., Tili, E ., Rossi, S., Taccioli, C., Pichiorri, F., Liu, X., Zupo, S., Herlea, V., Gramantieri, L., Lanza, G., Alder, H., Rassenti, L ., Volinia, S., Schmittgen, TD, Kipps, TJ, Negrini, M., Croce, CM Ultrakonservoidut alueet, jotka koodaavat ncRNA:ita, ovat muuttuneet ihmisen leukemioissa ja karsinoomissa. (englanniksi)  // Cancer Cell : Journal. - 2007. - syyskuu ( osa 12 , nro 3 ) - s. 215-229 . - doi : 10.1016/j.ccr.2007.07.027 . — PMID 17785203 .
  4. ↑ McLean, Cory Y.; et ai. Ihmisspesifinen säätely-DNA:n menetys ja ihmisspesifisten piirteiden kehittyminen  (englanniksi)  // Nature : Journal. - 2011. - 10. maaliskuuta ( nide 471 , nro 7337 ). - s. 216-219 . - doi : 10.1038/luonto09774 . — PMID 21390129 .
  5. ↑ Gross, Lisa. Ovatko "ultrakonservoidut" geneettiset elementit todella välttämättömiä?  (englanniksi)  // PLOS Biology  : Journal. - 2007. - syyskuu ( osa 5 , nro 9 ). — P.e253 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0050253 . — PMID 20076686 .

Kirjallisuus