Химерные гены (буквально, состоящие из частей из разных источников) образуются посредством комбинации частей двух или более кодирующих последовательностей для образования новых генов. Эти мутации отличаются от генов слияния, которые объединяют последовательности целых генов в единую рамку считывания и часто сохраняют свои первоначальные функции.
Формирование [ править ]
Химерные гены могут формироваться несколькими способами. Многие химерные гены образуются из-за ошибок репликации ДНК или репарации ДНК, так что части двух разных генов непреднамеренно объединяются. [1] Химерные гены также могут образовываться посредством ретротранспозиции, когда ретротранспозон случайно копирует транскрипт гена и вставляет его в геном в новом месте. В зависимости от того, где появляется новый ретроген , он может рекрутировать новые экзоны для производства химерного гена. Наконец, эктопическая рекомбинация, когда происходит обмен между частями генома, которые фактически не связаны между собой, также могут образовываться химерные гены. Этот процесс часто происходит в геномах человека, и известно, что аномальные химеры, образованные в результате этого процесса, вызывают дальтонизм .
Эволюционное значение гибридных белков [ править ]
Химерные гены играют важную роль в эволюции генетической новизны. Подобно дупликации генов , они обеспечивают источник новых генов, которые могут позволить организмам развивать новые фенотипы и адаптироваться к окружающей среде. В отличие от генов-дубликатов, химерные белки сразу же отличаются от своих родительских генов и, следовательно, с большей вероятностью будут производить совершенно новые функции.
Химерные слитые белки часто образуются в геномах [1], и многие из них, вероятно, будут дисфункциональными и устранены естественным отбором. Однако в некоторых случаях эти новые пептиды могут образовывать полностью функциональные генные продукты, которые избирательно отдают предпочтение и быстро распространяются по популяциям.
Функции [ править ]
Один из наиболее известных химерных генов был идентифицирован у дрозофилы и получил название Jingwei . [2] Этот ген образован из ретротранспонированной копии алкогольдегидрогеназы, которая объединилась с геном желтого императора, чтобы произвести новый белок. [2] Новые аминокислотные остатки, полученные от желтого императора, позволяют новому белку воздействовать на длинноцепочечные спирты и диолы, включая гормоны роста и феремоны. [3] Эти изменения влияют на развитие мух. В этом случае комбинация различных белковых доменов привела к получению полностью функционального гена, который был одобрен отбором.
Функции многих химерных генов еще не известны. В некоторых случаях эти генные продукты не приносят пользы и могут даже вызывать такие заболевания, как рак.
Ссылки [ править ]
- ^ a b Роджерс, Р.Л., Бедфорд, Т. и Хартл, Д.Л. «Формирование и продолжительность жизни химерных и дублирующих генов у Drosphila ». Генетика . 181: 313-322.
- ^ a b Long, M., CH Langley 1993. «Естественный отбор и происхождение jingwei , химерного процессированного функционального гена у дрозофилы ». Наука 260: 91-95.
- ^ Чжан Дж, Дин AM, Брюнет Ф, Лонг М. 2004. «Развитие функционального разнообразия белков в новых генах дрозофилы ». Proc Natl Acad Sci USA 101: 16246-50.
