Konservative sekvenser

Konserverede sekvenser er lignende eller identiske sekvenser, der findes i biologiske polymerer :  nukleinsyrer , primære og rumlige strukturer af proteiner , polysaccharider både i individer af forskellige arter ( ortologe sekvenser) og inden for et individ ( paraloge sekvenser). Ortologe sekvenser er bevis på, at visse sekvenser kan opretholdes ved evolution på trods af artsdannelsesprocessen . Siden sekvensoplysningerneaminosyrer i proteiner overføres normalt fra forældre til efterkommere, så indikerer tilstedeværelsen af ​​konservative sekvenser i proteiner tilstedeværelsen af ​​et konservativt gen . Det er almindeligt antaget, at en mutation i en konservativ sekvens resulterer i enten en ikke-levedygtig organisme eller en fænotype , der elimineres ved naturlig selektion .

Konservative nukleinsyresekvenser

Det antages, at højt konserverede DNA-sekvenser bærer en funktionel belastning. Imidlertid er rollen for mange af disse stærkt konserverede ikke-kodende DNA-sekvenser ikke helt klar. I 2004 beskrev Bejerano og kolleger ultra-konserverede elementer eller sekvenser (UCE'er eller UCR'er) , der  er 100% identiske hos mennesker, rotter og mus [1] . En nylig undersøgelse viste, at deletionen af ​​fire stærkt konserverede ikke-kodende DNA-sekvenser ikke desto mindre resulterede i levedygtige mus uden nogen fænotypiske abnormiteter; forskerne kaldte deres resultater "uventede" [2] . Meget konserverede sekvenser, som mange andre strækninger af DNA, består af gentagne sekvenser . En mulig forklaring på det ovenfor beskrevne fænomen er, at tabet af et eller flere elementer fra et sæt af gentagelsessekvenser teoretisk kan bevare den normale fænotype, forudsat at én sekvens fra sættet er tilstrækkelig, og de resterende gentagelsessekvenser er overflødige, selvom i denne i tilfælde af, at der ikke var nogen præcise indikationer, om den tabte sekvens er gentagen. På trods af at den biologiske funktion af de fleste konserverede sekvenser endnu ikke er blevet fastslået, er det kendt, at nogle af dem danner transkripter , og cancerceller er karakteriseret ved abnormiteter i deres ekspression [3] .

Et eksempel på en sekvens, der er meget konserveret for eukaryoter , er TATA-boksen , som er en del af promotoren .

Konserverede proteinsekvenser og strukturer

Meget konserverede proteiner er ofte nødvendige for fundamentale processer såsom liv og celledeling . Konservering af en proteinsekvens kan bestemmes ved tilstedeværelsen af ​​de samme aminosyrer i lignende dele af proteiner. Konservatismen af ​​proteinstrukturen bestemmes af tilstedeværelsen af ​​funktionelt ækvivalente, men ikke nødvendigvis identiske, aminosyrer i lignende dele af proteiner.

Strukturerne af to humane zinkfingerproteiner ( GenBank nummer AAB24882 og AAB24881 ) er justeret nedenfor . Konservative aminosyrer er markeret . Som det kan ses af alignmentet, indeholder disse to proteiner et antal konserverede aminosyrer.

Konservative polysaccharidsekvenser

Monosaccharidsekvensen af ​​heparinglycosaminoglycan er bevaret i et stort antal arter.

Den biologiske betydning af sekvenskonservering

Lignende sekvenser betegner bevarelsen af ​​struktur og funktion, såvel som det evolutionære forhold mellem disse sekvenser. Derfor er komparativ analyse af sekvenser den vigtigste metode til at identificere visse funktionelle elementer.

De mest konserverede sekvenser er karakteristiske for enzymernes aktive steder og bindingssteder for proteinreceptorer .

Konservative ikke-kodende sekvenser indeholder ofte cis-regulatoriske elementer , der holder deres udvikling i gang. Nogle deletioner af meget konserverede sekvenser hos mennesker ( hCONDELs ) og andre organismer anses for at være hovedårsagen til de anatomiske og adfærdsmæssige forskelle mellem mennesker og andre pattedyr [4] [5] .

Noter

  1. ↑ Bejerano, G; Pheasant, M., Makunin, I., Stephen, S., Kent, WJ, Mattick, JS, Haussler, D. Ultrakonserverede elementer i det menneskelige genom. (engelsk)  // Videnskab. - 2004. - 28. maj ( bd. 304 , nr. 5675 ). - S. 1321-1325 . - doi : 10.1126/science.1098119 . — PMID 15131266 .
  2. ↑ Ahituv N., Zhu Y., Visel A., et al. Sletning af ultrakonserverede elementer giver levedygtige mus  // PLoS Biol  .  : journal. - 2007. - Bd. 5 , nr. 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 Ultrakonserverede regioner, der koder for ncRNA'er, ændres i humane leukæmier og carcinomer. (engelsk)  // Cancer Cell : journal. - 2007. - September ( bind 12 , nr. 3 ). - S. 215-229 . - doi : 10.1016/j.ccr.2007.07.027 . — PMID 17785203 .
  4. ↑ McLean, Cory Y.; et al. Menneskespecifikt tab af regulatorisk DNA og udviklingen af ​​menneskespecifikke træk  (engelsk)  // Nature : journal. - 2011. - 10. marts ( bd. 471 , nr. 7337 ). - S. 216-219 . - doi : 10.1038/nature09774 . — PMID 21390129 .
  5. ↑ Gross, Lisa. Er "ultrakonserverede" genetiske elementer virkelig uundværlige?  (engelsk)  // PLOS Biology  : journal. - 2007. - September ( bind 5 , nr. 9 ). — P.e253 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0050253 . — PMID 20076686 .

Litteratur