Gjentatt sekvens (DNA) - Repeated sequence (DNA)

Gjentatte sekvenser (også kjent som repetitive elementer , repeterende enheter eller repetisjoner ) er mønstre av nukleinsyrer (DNA eller RNA) som forekommer i flere kopier gjennom genomet . Gjentatt DNA ble først oppdaget på grunn av dets raske re-assosiasjonskinetikk . I mange organismer er en betydelig brøkdel av det genomiske DNA svært repeterende, med over to tredjedeler av sekvensen som består av repeterende elementer hos mennesker.

Gjentagende elementer som finnes i genomer faller i forskjellige klasser, avhengig av strukturen og/eller formeringen. Disponeringen av repeterende elementer består enten i arrays med tandemly gjentatte sekvenser, eller i repetisjoner spredt gjennom genomet (se nedenfor).

Funksjoner

Debatter om de potensielle funksjonene til disse elementene har vært lenge. Kontroversielle referanser til "søppel" eller "egoistisk" DNA ble tidlig fremmet, noe som antyder at repeterende DNA-segmenter er rester fra tidligere evolusjon eller autonome selvreplikerende sekvenser som hacker cellemaskineriet for å spre seg. Opprinnelig oppdaget av Barbara McClintock , har spredte gjentakelser i økende grad blitt anerkjent som en potensiell kilde til genetisk variasjon og regulering . Sammen med disse regulatoriske rollene er det også blitt foreslått en strukturell rolle for gjentatt DNA i utformingen av 3D -folding av genomer. Denne hypotesen støttes bare av et begrenset sett med eksperimentelle bevis. For eksempel hos mennesker, mus og fly, presenterer flere klasser av repeterende elementer en høy tendens til samlokalisering i kjernefysiske rom, noe som tyder på at DNA gjentar posisjoner kan brukes av cellen som et genomfellingskart.

Tandem gjentar seg hos mennesker

Tandem -gjentagelses -sekvenser, spesielt trinukleotid -gjentakelser, ligger til grunn for flere sykdomstilstander hos mennesker . Trinukleotid -gjentakelser kan utvide seg i kimlinjen over påfølgende generasjoner, noe som fører til stadig mer alvorlige manifestasjoner av sykdommen. Sykdomstilstandene der ekspansjon oppstår inkluderer Huntingtons sykdom , skjør X -syndrom , flere spinocerebellare ataksier , myotonisk dystrofi og Friedrich ataksi . Trinukleotid gjentatte ekspansjoner kan oppstå gjennom strengglidning under DNA -replikasjon eller under DNA -reparasjonssyntese .

Heksanukleotid GGGGCC gjentatte sekvenser i C9orf72 -genet er en vanlig årsak til amyotrofisk lateral sklerose og frontotemporal demens . CAG trinukleotid gjentatte sekvenser ligger til grunn for flere spinocerebellare ataksier (SCAs- SCA1 ; SCA2; SCA3; SCA6; SCA7; SCA12; SCA17 ). Huntingtons sykdom skyldes en ustabil utvidelse av gjentatte CAG -sekvenser i ekson 1 i huntingtingenet ( HTT ). HTT koder for et stillasprotein som direkte deltar i reparasjon av oksidativ DNA -skade . Det har blitt bemerket at gener som inneholder patogene CAG -gjentakelser ofte koder for proteiner som selv har en rolle i DNA -skaderesponsen og at gjentatte utvidelser kan svekke spesifikke DNA -reparasjonsveier. Feil reparasjon av DNA -skader i gjentatte sekvenser kan føre til ytterligere utvidelse av disse sekvensene, og dermed sette opp en ond syklus av patologi.

Typer

Hovedtyper

Hovedkategorier av gjentatte sekvenser eller gjentakelser :

I primater er flertallet av LINEer LINE-1 og flertallet av SINE-er er Alu . SVA er hominoid -spesifikke.

I prokaryoter er CRISPR matriser med alternerende repetisjoner og mellomrom.

Gjentatte sekvenser evolusjonære avledet fra virusinfeksjonshendelser.

Andre typer

Merk: Følgende er beskrevet i detalj i "Computing for Comparative Microbial Genomics".

Bioteknologi

Hovedartikkel: Mikrosatellitt § Analyse

Gjentatt DNA er vanskelig å sekvensere ved bruk av neste generasjons sekvenseringsteknikker : sekvensmontering fra korte lesninger kan ganske enkelt ikke bestemme lengden på en repeterende del. Dette problemet er spesielt alvorlig for mikrosatellitter, som er laget av små 1-6bp repetisjonsenheter.

Mange forskere har historisk utelatt repetitive deler når de analyserer og publiserer hele genomdata.

Se også

Referanser

Eksterne linker