Konservativa sekvenser

Konserverade sekvenser är liknande eller identiska sekvenser som finns i biologiska polymerer :  nukleinsyror , primära och rumsliga strukturer av proteiner , polysackarider både inom individer av olika arter ( ortologa sekvenser) och inom en individ ( paraloga sekvenser). Ortologa sekvenser är bevis på att vissa sekvenser kan upprätthållas genom evolution trots artbildningsprocessen . Eftersom information om sekvensen av aminosyror i proteiner normalt överförs från föräldrar till ättlingar, indikerar närvaron av konservativa sekvenser i proteiner närvaron av en konservativ gen . Det anses allmänt att en mutation i en konservativ sekvens resulterar i antingen en icke-livsduglig organism eller en fenotyp som elimineras genom naturligt urval .

Konservativa nukleinsyrasekvenser

Man tror att mycket konserverade DNA-sekvenser bär en funktionell belastning. Rollen för många av dessa mycket konserverade icke-kodande DNA-sekvenser är dock inte helt klar. År 2004 beskrev Bejerano och kollegor ultrakonserverade element eller sekvenser (UCE eller UCR) som  är 100% identiska hos människor, råttor och möss [1] . En nyligen genomförd studie visade att deletionen av fyra högkonserverade icke-kodande DNA-sekvenser ändå resulterade i livsdugliga möss utan några fenotypiska abnormiteter; forskarna kallade deras resultat "oväntade" [2] . Mycket konserverade sekvenser, liksom många andra DNA-sträckor, består av repetitiva sekvenser . En möjlig förklaring till fenomenet som beskrivs ovan är att förlusten av ett eller flera element från en uppsättning upprepade sekvenser teoretiskt sett kan bevara den normala fenotypen, förutsatt att en sekvens från uppsättningen är tillräcklig och att de återstående upprepade sekvenserna är överflödiga, även om i denna Om det inte fanns några exakta indikationer om den förlorade sekvensen är repetitiv. Trots det faktum att den biologiska funktionen för de flesta konserverade sekvenser ännu inte har fastställts, är det känt att vissa av dem bildar transkript , och cancerceller kännetecknas av abnormiteter i deras uttryck [3] .

Ett exempel på en sekvens som är mycket konserverad för eukaryoter är TATA-boxen , som är en del av promotorn .

Konserverade proteinsekvenser och strukturer

Mycket konserverade proteiner krävs ofta för grundläggande processer som liv och celldelning . Konservering av en proteinsekvens kan bestämmas genom närvaron av samma aminosyror i liknande delar av proteiner. Konservatismen hos proteinstrukturen bestäms av närvaron av funktionellt ekvivalenta, men inte nödvändigtvis identiska, aminosyror i liknande delar av proteiner.

Strukturerna för två humana zinkfingerproteiner ( GenBank -nummer AAB24882 och AAB24881 ) är anpassade nedan . Konservativa aminosyror är markerade . Som kan ses från anpassningen innehåller dessa två proteiner ett antal konserverade aminosyror.

Konservativa polysackaridsekvenser

Monosackaridsekvensen av heparinglykosaminoglykan är bevarad i ett stort antal arter.

Den biologiska betydelsen av sekvenskonservering

Liknande sekvenser betecknar bevarandet av struktur och funktion, såväl som det evolutionära förhållandet mellan dessa sekvenser. Därför är jämförande analys av sekvenser huvudmetoden för att identifiera vissa funktionella element.

De mest konserverade sekvenserna är karakteristiska för enzymernas aktiva ställen och proteinreceptorernas bindningsställen .

Konservativa icke-kodande sekvenser innehåller ofta cis-regulatoriska element som håller igång sin utveckling. Vissa deletioner av mycket konserverade sekvenser hos människor ( hCONDELs ) och andra organismer anses vara huvudorsaken till de anatomiska och beteendemässiga skillnaderna mellan människor och andra däggdjur [4] [5] .

Anteckningar

  1. ↑ Bejerano, G; Pheasant, M., Makunin, I., Stephen, S., Kent, WJ, Mattick, JS, Haussler, D. Ultrakonserverade element i det mänskliga genomet. (engelska)  // Vetenskap. - 2004. - 28 maj ( vol. 304 , nr 5675 ). - P. 1321-1325 . - doi : 10.1126/science.1098119 . — PMID 15131266 .
  2. ↑ Ahituv N., Zhu Y., Visel A., et al. Borttagning av ultrakonserverade element ger livsdugliga möss  // PLoS Biol  .  : journal. - 2007. - Vol. 5 , nej. 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 Ultrakonserverade regioner som kodar för ncRNA är förändrade i humana leukemier och karcinom. (engelska)  // Cancer Cell : journal. - 2007. - September ( vol. 12 , nr 3 ). - S. 215-229 . - doi : 10.1016/j.ccr.2007.07.027 . — PMID 17785203 .
  4. ↑ McLean, Cory Y.; et al. Människospecifik förlust av regulatoriskt DNA och utvecklingen av mänskliga specifika egenskaper  (engelska)  // Nature : journal. - 2011. - 10 mars ( vol. 471 , nr 7337 ). - S. 216-219 . - doi : 10.1038/nature09774 . — PMID 21390129 .
  5. ↑ Gross, Lisa. Är "ultrakonserverade" genetiska element verkligen oumbärliga?  (engelska)  // PLOS Biology  : journal. - 2007. - September ( vol. 5 , nr 9 ). — P.e253 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0050253 . — PMID 20076686 .

Litteratur