Межгенная область (IGR) представляет собой участок ДНК последовательностей , расположенных между генами . [1] Межгенные области - это подмножество некодирующей ДНК . Иногда некоторая межгенная ДНК контролирует близлежащие гены, но большая ее часть пока не имеет известной функции. Это одна из последовательностей ДНК, которую иногда называют мусорной ДНК , хотя это только одно явление, обозначенное так, и сегодня в научных исследованиях этот термин используется реже. Недавно транскрибированная РНК из фрагментов ДНК в межгенных областях была известна как «темная материя» или «транскрипты темной материи». [2]
Характеристики
Inter генных области отличаются от внутри- генных областей (или интронов ), которые короткие, некодирующих областей , которые находятся в пределах генов, особенно в пределах генов эукариотических организмов.
Согласно исследованию генома человека , проведенному в рамках проекта ENCODE , благодаря «как расширению генных регионов за счет открытия новых изоформ, так и идентификации новых межгенных транскриптов, произошло заметное увеличение числа межгенных регионов (с 32 481 до 60 250) из-за их фрагментации и уменьшения их длины (с 14 170 п.н. до 3 949 п.н. медианной длины) » [3]
Ученые теперь искусственно синтезировали белки из межгенных регионов. [4]
Функции
Исторически межгенные области иногда назывались мусорной ДНК, предполагая, что у них нет функции. Однако давно известно, что эти области действительно содержат функционально важные элементы, такие как промоторы и энхансеры. В частности, межгенные области часто содержат энхансерные последовательности ДНК, которые могут активировать экспрессию дискретных наборов генов на расстояниях в несколько тысяч пар оснований. Изменения белков, связанных с энхансерами, перепрограммируют экспрессию генов и влияют на фенотип клетки. [5] [6] Также межгенные области могут содержать еще не идентифицированные гены, такие как некодирующие РНК . Хотя о них мало что известно, считается, что они выполняют регулирующие функции. В последние годы проект ENCODE более подробно изучает межгенные области у человека. [7] [8] Статистические методы были специально разработаны для обнаружения участков, связанных с признаками или заболеванием, расположенных в межгенной области, с использованием данных секвенирования всего генома , включая процедуру скользящего окна [9] и процедуру динамического окна. [10] [11]
Межгенные области в организмах
У человека межгенные области составляют около 50% генома , тогда как у бактерий (15%) и дрожжей (30%) это количество намного меньше. [12]
У Plasmodium falciparum во многих межгенных регионах содержание AT составляет 90%. [13]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Тропп BE (2008). Молекулярная биология: гены в белки . Джонс и Бартлетт Обучение. ISBN 9780763709167.
- ^ ван Бакель Х., Нислоу С., Бленкоу Б.Дж., Хьюз Т.Р. (май 2010 г.). «Большинство транскриптов« темной материи »связаны с известными генами» . PLOS Биология . 8 (5): e1000371. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1000371 . PMC 2872640 . PMID 20502517 .
- ^ Джебали С., Дэвис К.А., Меркель А., Добин А., Лассманн Т., Мортазави А. и др. (Сентябрь 2012 г.). «Пейзаж транскрипции в клетках человека» . Природа . 489 (7414): 101–8. Bibcode : 2012Natur.489..101D . DOI : 10.1038 / nature11233 . PMC 3684276 . PMID 22955620 .
- ^ Дхар П.К., Твин С.С., Тун К., Цумото Ю., Маурер-Стро С., Эйзенхабер Ф., Сурана Ю. (февраль 2009 г.). «Синтез неприродных частей из естественного геномного шаблона» . Журнал биологической инженерии . 3 : 2. дои : 10,1186 / 1754-1611-3-2 . PMC 2642765 . PMID 19187561 .
- ^ Шмидт С.Ф., Ларсен Б.Д., Лофт А, Нильсен Р., Мадсен Дж. Г., Мандруп С. (сентябрь 2015 г.). «Острая TNF-индуцированная репрессия генов клеточной идентичности опосредована NFκB-направленным перераспределением кофакторов из суперэнхансеров» . Геномные исследования . 25 (9): 1281–94. DOI : 10.1101 / gr.188300.114 . PMC 4561488 . PMID 26113076 .
- ^ Vlahopoulos SA (август 2017 г.). «Аберрантный контроль NF-κB при раке разрешает транскрипционную и фенотипическую пластичность, сокращая зависимость от ткани хозяина: молекулярный режим» . Биология и медицина рака . 14 (3): 254–270. DOI : 10.20892 / j.issn.2095-3941.2017.0029 . PMC 5570602 . PMID 28884042 .
- ^ Бирни Э., Стаматояннопулос Дж. А. , Дутта А., Гиго Р., Джингерас Т. Р., Маргулиес Э. Х. и др. (Июнь 2007 г.). «Идентификация и анализ функциональных элементов в 1% генома человека в рамках пилотного проекта ENCODE» . Природа . 447 (7146): 799–816. Bibcode : 2007Natur.447..799B . DOI : 10,1038 / природа05874 . PMC 2212820 . PMID 17571346 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Данхэм I (сентябрь 2012 г.). «Интегрированная энциклопедия элементов ДНК в геноме человека» . Природа . 489 (7414): 57–74. Bibcode : 2012Natur.489 ... 57T . DOI : 10.1038 / nature11247 . PMC 3439153 . PMID 22955616 .
- ^ Моррисон А.С., Хуанг З., Ю Б., Меткалф Дж., Лю Х, Баллантайн С. и др. (Февраль 2017 г.). «Практические подходы к анализу последовательности всего генома признаков, связанных с сердцем и кровью» . Американский журнал генетики человека . 100 (2): 205–215. DOI : 10.1016 / j.ajhg.2016.12.009 . PMC 5294677 . PMID 28089252 .
- ^ Ли З, Ли Х, Лю И, Шен Дж, Чен Х, Чжоу Х и др. (Май 2019 г.). «Процедура динамического сканирования для обнаружения редких вариантов ассоциации в исследованиях секвенирования всего генома» . Американский журнал генетики человека . 104 (5): 802–814. DOI : 10.1016 / j.ajhg.2019.03.002 . PMC 6507043 . PMID 30982610 .
- ^ Ли, Зилин; Лю, Яову; Линь, Сихун (2020-09-14). «Одновременное обнаружение сигнальных областей с использованием статистики квадратичного сканирования с приложениями к исследованиям ассоциации всего генома» . Журнал Американской статистической ассоциации : 1–30. arXiv : 1710.05021 . DOI : 10.1080 / 01621459.2020.1822849 . ISSN 0162-1459 .
- ^ Фрэнсис WR, Wörheide G (июнь 2017 г.). «Сходные отношения интронов к межгенной последовательности в геномах животных» . Геномная биология и эволюция . 9 (6): 1582–1598. DOI : 10.1093 / GbE / evx103 . PMC 5534336 . PMID 28633296 .
- ^ Гарднер М.Дж., Холл Н., Фунг Э., Уайт О, Берриман М., Хайман Р.В. и др. (Октябрь 2002 г.). «Последовательность генома малярийного паразита человека Plasmodium falciparum» . Природа . 419 (6906): 498–511. Bibcode : 2002Natur.419..498G . DOI : 10,1038 / природа01097 . PMC 3836256 . PMID 12368864 .
Внешние ссылки
- ENCODE thread Explorer Характеристика межгенных регионов и определение гена. Природа (журнал)