Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Junk DNA )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Некодирующие последовательности ДНК - это компоненты ДНК организма, которые не кодируют последовательности белков . Некодирующая ДНК транскрибируется в функциональные некодирующие молекулы РНК (например, транспортная РНК , рибосомная РНК и регуляторные РНК ). Другие функции некодирующей ДНК включают регуляцию транскрипции и трансляции кодирующих белок последовательностей, областей прикрепления каркаса , источников репликации ДНК , центромер и теломер . Его РНКаналогом является некодирующая РНК .

Количество некодирующей ДНК сильно различается у разных видов. Часто только небольшой процент генома отвечает за кодирование белков, но показано, что все больший процент выполняет регуляторные функции. Когда имеется много некодирующей ДНК, большая часть, по-видимому, не имеет биологической функции, как предсказывали в 1960-х годах. С тех пор эту нефункциональную часть спорно называют «мусорной ДНК». [1]

Международный проект «Энциклопедия элементов ДНК» ( ENCODE ) с помощью прямых биохимических подходов обнаружил, что по крайней мере 80% геномной ДНК человека обладает биохимической активностью, которую они определили как транскрибируемую - определение, которое не разделяют большинство других биологов. [2] Хотя это не обязательно было неожиданностью из-за предыдущих десятилетий исследований, обнаруживших множество функциональных некодирующих областей, [3] [4] некоторые ученые раскритиковали вывод за объединение биохимической активности с биологической функцией . [5] [6] [7] [8] [9] Оценки биологически функциональной фракции генома человека на основе сравнительной геномикиколеблется от 8 до 15%. [10] [11] [12] Однако другие выступали против полагаться исключительно на оценки сравнительной геномики из-за ее ограниченного объема. [ необходима цитата ] Было обнаружено, что некодирующая ДНК участвует в эпигенетической активности и сложных сетях генетических взаимодействий и изучается в эволюционной биологии развития . [4] [11] [13] [14]

Фракция некодирующей геномной ДНК [ править ]

Utricularia gibba содержит только 3% некодирующей ДНК. [15]

Количество общей геномной ДНК широко варьируется между организмами, и соотношение кодирующей и некодирующей ДНК в этих геномах также сильно варьируется. Например, оно было первоначально предложено , что более 98% от человеческого генома не кодирует белок последовательности, в том числе большинство последовательностей в пределах интронов и наиболее межгенном ДНК , [16] в то время как 20% от типичного прокариот генома некодирующие. [3]

У эукариот размер генома и, как следствие, количество некодирующей ДНК не коррелируют со сложностью организма - наблюдение, известное как загадка C-значения . [17] Например, сообщалось , что геном одноклеточного Polychaos dubium (ранее известного как Amoeba dubia ) содержит более чем в 200 раз больше ДНК, чем у человека. [18] рыба фуги Takifugu rubripes геном составляет лишь около одной восьмого размера генома человека, но , кажется, сопоставимого числа генов; примерно 90% генома Такифугу - это некодирующая ДНК. [16]Следовательно, большая часть различий в размере генома связана не с вариациями в количестве кодирующей ДНК, а скорее с различием в количестве некодирующей ДНК. [19]

В 2013 году новый «рекорд» наиболее эффективного генома эукариот был обнаружен с помощью Utricularia gibba , растения пузырчатого пузыря, которое имеет только 3% некодирующей ДНК и 97% кодирующей ДНК. Части некодирующей ДНК удалялись растением, и это наводило на мысль, что некодирующая ДНК может быть не столь критичной для растений, даже несмотря на то, что некодирующая ДНК полезна для человека. [15] Другие исследования растений обнаружили важные функции в частях некодирующей ДНК, которые ранее считались незначительными, и добавили новый уровень в понимание регуляции генов. [20]

Типы некодирующих последовательностей ДНК [ править ]

Основная статья: Консервированная некодирующая последовательность

Цис- и трансрегуляторные элементы [ править ]

Цис-регуляторные элементы - это последовательности, которые контролируют транскрипцию соседнего гена. Многие такие элементы участвуют в эволюции и контроле развития . [21] Цис-элементы могут располагаться в 5 ' или 3' нетранслируемых областях или внутри интронов . Трансрегуляторные элементы контролируют транскрипцию отдаленного гена.

Промоторы способствуют транскрипции конкретного гена и обычно расположены выше кодирующей области. Последовательности энхансеров могут также оказывать очень отдаленное влияние на уровни транскрипции генов. [22]

Интроны [ править ]

Иллюстрация несплайсированного предшественника пре-мРНК с пятью интронами и шестью экзонами (вверху). После удаления интронов путем сплайсинга последовательность зрелой мРНК готова к трансляции (внизу).

Интроны - это некодирующие участки гена, транскрибируемые в последовательность мРНК-предшественника , но в конечном итоге удаляемые сплайсингом РНК во время обработки до зрелой информационной РНК . Многие интроны представляются мобильными генетическими элементами . [23]

Исследования интронов группы I от простейших Tetrahymena показывают, что некоторые интроны кажутся эгоистичными генетическими элементами, нейтральными для хозяина, потому что они удаляются из фланкирующих экзонов во время обработки РНК и не вызывают смещения экспрессии между аллелями с интроном и без него. [23] Некоторые интроны, по-видимому, обладают значительной биологической функцией, возможно, благодаря функциональности рибозима, которая может регулировать активность тРНК и рРНК, а также экспрессию генов, кодирующих белок, что очевидно у хозяев, которые стали зависимыми от таких интронов в течение длительных периодов времени; например,trnL-интрон обнаружен во всех зеленых растениях и, по-видимому, наследуется по вертикали в течение нескольких миллиардов лет, в том числе более миллиарда лет в хлоропластах и еще на 2–3 миллиарда лет раньше у цианобактериальных предков хлоропластов. [23]

Псевдогены [ править ]

Псевдогены - это последовательности ДНК, связанные с известными генами , которые утратили свою способность кодировать белок или иным образом больше не экспрессируются в клетке. Псевдогены возникают в результате ретротранспозиции или геномной дупликации функциональных генов и становятся «геномными окаменелостями», нефункциональными из-за мутаций, которые препятствуют транскрипции гена, например, в промоторной области гена, или фатально изменяют трансляцию гена, например преждевременные стоп-кодоны или сдвиги рамки . [24]Псевдогены, возникающие в результате ретротранспозиции промежуточного соединения РНК, известны как процессированные псевдогены; псевдогены, которые возникают из геномных остатков дублированных генов или остатков инактивированных генов, являются необработанными псевдогенами. [24] Транспозиции некогда функциональных митохондриальных генов из цитоплазмы в ядро, также известные как NUMT , также квалифицируются как один из типов общих псевдогенов. [25] Numts встречаются во многих таксонах эукариот.

В то время как закон Долло предполагает, что потеря функции в псевдогенах, вероятно, является постоянной, гены с молчанием могут фактически сохранять функцию в течение нескольких миллионов лет и могут быть «реактивированы» в последовательности, кодирующие белок [26], и значительное количество псевдогенов активно транскрибируется. [24] [27] Поскольку предполагается, что псевдогены изменяются без эволюционных ограничений, они могут служить полезной моделью типа и частоты различных спонтанных генетических мутаций . [28]

Повторяющиеся последовательности, транспозоны и вирусные элементы [ править ]

Мобильные генетические элементы в клетке (слева) и как их можно получить (справа)

Транспозоны и ретротранспозоны - мобильные генетические элементы . Повторяющиеся последовательности ретротранспозона , которые включают длинные вкрапленные ядерные элементы (LINE) и короткие вкрапленные ядерные элементы (SINE), составляют большую часть геномных последовательностей у многих видов. Последовательности Alu , классифицируемые как короткие вкрапленные ядерные элементы, являются наиболее распространенными мобильными элементами в геноме человека. Были обнаружены некоторые примеры SINE, осуществляющих транскрипционный контроль некоторых генов, кодирующих белок. [29] [30] [31]

Эндогенные ретровирусные последовательности являются продуктом обратной транскрипции из ретровирусных геномов в геномах половых клеток . Мутация в этих ретротранскрибируемых последовательностях может инактивировать вирусный геном. [32]

Более 8% генома человека состоит из (в основном распавшихся) последовательностей эндогенных ретровирусов как часть более 42% фракции, которая распознается ретротранспозонами, в то время как еще 3% могут быть идентифицированы как остатки транспозонов ДНК . Ожидается, что большая часть оставшейся половины генома, происхождение которой в настоящее время не объяснено, возникла в мобильных элементах, которые были активны так давно (> 200 миллионов лет), что случайные мутации сделали их неузнаваемыми. [33] Вариация размера генома по крайней мере у двух видов растений в основном является результатом последовательностей ретротранспозонов. [34] [35]

Теломеры [ править ]

Теломеры - это участки повторяющейся ДНК на конце хромосомы , которые обеспечивают защиту от хромосомного ухудшения во время репликации ДНК . Недавние исследования показали, что теломеры помогают поддерживать собственную стабильность. РНК, содержащие теломерные повторы (TERRA), представляют собой транскрипты, полученные из теломер. Было показано, что TERRA поддерживает активность теломеразы и удлиняет концы хромосом. [36]

Мусорная ДНК [ править ]

Термин «мусорная ДНК» стал популярен в 1960-х годах. [37] [38] Согласно Т. Райану Грегори , природа мусорной ДНК была впервые подробно обсуждена в 1972 году геномным биологом Дэвидом Комингсом, который применил этот термин ко всей некодирующей ДНК. [39] Термин был оформлен в том же году Сусум Ohno , [19] , который отметил , что мутационные нагрузки от вредных мутаций размещены верхний предел на числе функциональных локусовэтого можно было ожидать с учетом типичной скорости мутаций. Оно предположил, что в геномах млекопитающих не может быть более 30 000 локусов при отборе, прежде чем «издержки» мутационной нагрузки приведут к неизбежному снижению приспособленности и, в конечном итоге, к исчезновению. Это предсказание остается надежным, поскольку геном человека содержит приблизительно (кодирующие белок) 20 000 генов. Еще одним источником теории Оно было наблюдение, что даже близкородственные виды могут иметь широко (на порядки) разные размеры генома, что в 1971 году было названо парадоксом C-ценности [6].

Термин «мусорная ДНК» подвергался сомнению на том основании, что он вызывает сильное априорное предположение о полной нефункциональности, и некоторые рекомендовали вместо этого использовать более нейтральную терминологию, такую ​​как «некодирующая ДНК». [39] Тем не менее, «мусорная ДНК» остается меткой для частей последовательности генома , для которых не было идентифицировано какой-либо заметной функции и которые с помощью сравнительного геномного анализа не обнаруживаются без функциональных ограничений, что позволяет предположить, что сама последовательность не обеспечивает адаптивного преимущества .

С конца 70-х годов стало очевидно, что большая часть некодирующей ДНК в больших геномах берет свое начало в эгоистичной амплификации мобильных элементов , о которой У. Форд Дулиттл и Кармен Сапиенца в 1980 году написали в журнале Nature : «Когда Учитывая ДНК или класс ДНК с недоказанной фенотипической функцией, можно показать, что они выработали стратегию (такую ​​как транспозиция), которая обеспечивает ее геномное выживание, тогда никакое другое объяснение ее существования не требуется ». [40] Можно ожидать, что количество мусорной ДНК будет зависеть от скорости амплификации этих элементов и скорости потери нефункциональной ДНК. [41] В том же номере журнала Nature ,Лесли Оргел и Фрэнсис Крик писали, что мусорная ДНК имеет «небольшую специфичность и дает мало или не дает никакого избирательного преимущества организму». [42] Этот термин встречается в основном в популярной науке и в разговорной речи в научных публикациях, и было высказано предположение, что его коннотации могли задержать интерес к биологическим функциям некодирующей ДНК. [43]

Некоторые свидетельства указывают на то, что некоторые последовательности «мусорной ДНК» являются источниками (будущей) функциональной активности в эволюции путем извлечения изначально эгоистичной или нефункциональной ДНК. [44]

ENCODE Project [ править ]

В 2012 году проект ENCODE , исследовательская программа, поддерживаемая Национальным институтом исследования генома человека , сообщил, что 76% некодирующих последовательностей ДНК человеческого генома были транскрибированы и что почти половина генома каким-то образом была доступна для генетических регуляторных белков. такие как факторы транскрипции . [1] Однако предположение ENCODE о том, что более 80% генома человека является биохимически функциональным, подверглось критике со стороны других ученых [5], которые утверждают, что ни доступность сегментов генома для факторов транскрипции, ни их транскрипция не гарантируют, что эти сегменты имеют биохимическую функцию и что их транскрипциявыборочно выгодно . В конце концов, нефункциональные участки генома можно транскрибировать, учитывая, что факторы транскрипции обычно связываются с короткими последовательностями, которые обнаруживаются (случайным образом) по всему геному. [45]

Более того, гораздо более низкие оценки функциональности до ENCODE были основаны на оценках сохранности генома по линиям млекопитающих. [6] [7] [8] [9] Широко распространенная транскрипция и сплайсинг в геноме человека обсуждались как еще один индикатор генетической функции в дополнение к консервативности генома, которая может пропускать плохо консервативные функциональные последовательности. [11] Кроме того, большая часть очевидной мусорной ДНК участвует в эпигенетической регуляции и, по-видимому, необходима для развития сложных организмов. [4] [13] [14] Генетические подходы могут упускать из виду функциональные элементы, которые физически не проявляются в организме,В эволюционных подходах возникают трудности с использованием точного выравнивания многовидовых последовательностей, поскольку геномы даже близкородственных видов значительно различаются, а с биохимическими подходами , хотя и обладая высокой воспроизводимостью, биохимические сигнатуры не всегда автоматически означают функцию. [11]Kellis et al. отметили, что 70% охвата транскрипцией составляли менее 1 транскрипта на клетку (и, таким образом, это может быть основано на ложной фоновой транскрипции). С другой стороны, они утверждали, что 12-15% фракция ДНК человека может находиться в функциональном ограничении, и все еще может быть недооцененной, если включены ограничения, специфичные для клонов. В конечном счете, генетический, эволюционный и биохимический подходы могут дополнять друг друга для определения областей, которые могут быть функциональными в биологии человека и болезни. [11] Некоторые критики утверждали, что функциональность может быть оценена только в отношении соответствующей нулевой гипотезы.. В этом случае нулевая гипотеза будет заключаться в том, что эти части генома нефункциональны и обладают свойствами, будь то на основе консервации или биохимической активности, которые можно было бы ожидать от таких областей, исходя из нашего общего понимания молекулярной эволюции и биохимия . По мнению этих критиков, до тех пор, пока у рассматриваемой области не будут обнаружены дополнительные особенности, помимо того, что ожидается от нулевой гипотезы, ее следует временно пометить как нефункциональную. [46]

Доказательства функциональности [ править ]

Некоторые некодирующие последовательности ДНК должны выполнять важную биологическую функцию. На это указывают сравнительные исследования геномики, которые сообщают о высококонсервативных областях некодирующей ДНК , иногда на временных масштабах в сотни миллионов лет. Это означает, что эти некодирующие области находятся под сильным эволюционным давлением и положительным отбором . [47] Например, в геномах людей и мышей , которые отклонились от общего предка 65–75 миллионов лет назад, последовательности ДНК, кодирующие белок, составляют лишь около 20% консервативной ДНК, а оставшиеся 80% консервативной ДНК. представлены в некодирующих регионах. [48] Картирование сцепления часто идентифицирует хромосомные области, связанные с заболеванием, без каких-либо доказательств функциональных кодирующих вариантов генов в этом регионе, что позволяет предположить, что вызывающие заболевание генетические варианты лежат в некодирующей ДНК. [48] Значение некодирующих мутаций ДНК при раке было исследовано в апреле 2013 года. [49]

Некодирующие генетические полиморфизмы играют роль в восприимчивости к инфекционным заболеваниям, таким как гепатит C. [50] Более того, некодирующие генетические полиморфизмы способствуют восприимчивости к саркоме Юинга , агрессивному детскому раку кости. [51]

Некоторые специфические последовательности некодирующей ДНК могут иметь важное значение для структуры хромосом, функции центромеры и распознавания гомологичных хромосом во время мейоза . [52]

Согласно сравнительному исследованию более 300 прокариотических и более 30 эукариотических геномов, [53] эукариотам, по-видимому, требуется минимальное количество некодирующей ДНК. Количество можно предсказать, используя модель роста для регуляторных генетических сетей, подразумевая, что это требуется для регуляторных целей. У человека прогнозируемый минимум составляет около 5% от общего генома.

Более 10% из 32 геномов млекопитающих могут функционировать за счет образования специфических вторичных структур РНК . [54] В исследовании использовалась сравнительная геномика для выявления компенсаторных мутаций ДНК, которые поддерживают пары оснований РНК, что является отличительной особенностью молекул РНК . Более 80% геномных областей, представляющих эволюционные доказательства консервативности структуры РНК, не демонстрируют сильной консервации последовательности ДНК.

Некодирующая ДНК, возможно, может служить для уменьшения вероятности нарушения гена во время хромосомного кроссовера . [55]

Доказательства полигенных оценок и GWAS [ править ]

Доля предикторов SNP в различных предикторах полигенного риска, которые находятся в пределах или близко к областям кодирования белков; горизонтальная ось обозначает включение также SNP, которые находятся в пределах 0-30 000 пар оснований от кодирующих областей. Эти предикторы были обучены с помощью LASSO. [56]

Полногеномные исследования ассоциаций (GWAS) и анализ машинного обучения больших наборов геномных данных привели к созданию полигенных предикторов для таких человеческих черт, как рост, плотность костей и многие риски заболеваний. Подобные предикторы существуют для видов растений и животных и используются в сельском хозяйстве. [57]Подробная генетическая архитектура человеческих предикторов была проанализирована, и значительные эффекты, используемые в прогнозировании, связаны с участками ДНК, находящимися далеко за пределами кодирующих областей. Доля учтенной дисперсии (т. Е. Доля предсказательной силы, полученная предсказателем) в областях кодирования и некодирования широко варьируется для различных сложных признаков. Например, риск фибрилляции предсердий и ишемической болезни сердца в основном контролируется вариантами в некодирующих регионах (некодирующая дисперсия составляет более 70 процентов), тогда как диабет и высокий уровень холестерина демонстрируют противоположную картину (некодирующая вариация примерно 20-30 процентов). ). [56]На индивидуальные различия между людьми явно влияют некодирующие генетические локусы, что является убедительным доказательством функциональных эффектов. Полные генотипы экзома (т. Е. Содержащие информацию, ограниченную только кодирующими областями) не содержат достаточной информации для построения или даже оценки полигенных предикторов для многих хорошо изученных сложных признаков и рисков заболеваний.

В 2013 году было подсчитано, что в целом до 85% локусов GWAS имеют некодирующие варианты в качестве вероятной причинной связи. Варианты часто распространены в популяциях, и было предсказано, что они влияют на риски заболеваний за счет небольших фенотипических эффектов, в отличие от значительных эффектов менделевских вариантов . [58]

Регулирование экспрессии генов [ править ]

Основная статья: Регулирование экспрессии генов

Некоторые некодирующие последовательности ДНК определяют уровни экспрессии различных генов, как тех, которые транскрибируются в белки, так и тех, которые сами участвуют в регуляции генов. [59] [60] [61]

Факторы транскрипции [ править ]

Основная статья: Фактор транскрипции

Некоторые некодирующие последовательности ДНК определяют, где прикрепляются факторы транскрипции. [59] Фактор транскрипции - это белок, который связывается со специфическими некодирующими последовательностями ДНК, тем самым контролируя поток (или транскрипцию) генетической информации от ДНК к мРНК. [62] [63]

Операторы [ править ]

Основная статья: Оператор Оперона

Оператор - это сегмент ДНК, с которым связывается репрессор . Репрессор - это ДНК-связывающий белок, который регулирует экспрессию одного или нескольких генов, связываясь с оператором и блокируя прикрепление РНК-полимеразы к промотору, предотвращая тем самым транскрипцию генов. Такое блокирование самовыражения называется подавлением. [64]

Усилители [ править ]

Основная статья: Энхансер (генетика)

Энхансер - это короткая область ДНК, которая может быть связана с белками ( транс-действующими факторами ), подобно набору факторов транскрипции, для повышения уровней транскрипции генов в кластере генов. [65]

Глушители [ править ]

Основная статья: Глушитель (генетика)

Сайленсер - это область ДНК, которая инактивирует экспрессию гена, когда она связана регуляторным белком. Он действует аналогично энхансерам, но отличается только инактивацией генов. [66]

Промоутеры [ править ]

Основная статья: Промоутер (генетика)

Промотор - это область ДНК, которая способствует транскрипции определенного гена, когда с ним связывается фактор транскрипции. Промоторы обычно расположены рядом с генами, которые они регулируют, и выше их. [67]

Изоляторы [ править ]

Основная статья: Insulator (генетика)

Генетический инсулятор - это пограничный элемент, который играет две различные роли в экспрессии генов: либо как код, блокирующий энхансер, либо, реже, как барьер против конденсированного хроматина. Изолятор в последовательности ДНК можно сравнить с лингвистическим разделителем слов, таким как запятая в предложении, потому что изолятор указывает, где заканчивается усиленная или вытесненная последовательность. [68]

Использует [ редактировать ]

Эволюция [ править ]

Общие последовательности явно нефункциональной ДНК являются основным доказательством общего происхождения . [69]

Последовательности псевдогена, по-видимому, накапливают мутации быстрее, чем кодирующие последовательности, из-за потери давления отбора. [28] Это позволяет создавать мутантные аллели, которые включают новые функции, которым может способствовать естественный отбор; таким образом, псевдогены могут служить сырьем для эволюции и могут считаться «протогенами». [70]

В исследовании , опубликованном в 2019 показывает , что новые гены (называемые De Novo генов при рождении ) может быть изготовлена из некодирующих областей. [71] Некоторые исследования показывают, что по крайней мере одна десятая часть генов могла быть получена таким образом. [71]

Корреляции на большие расстояния [ править ]

Обнаружено статистическое различие между кодирующими и некодирующими последовательностями ДНК. Было замечено, что нуклеотиды в некодирующих последовательностях ДНК обнаруживают корреляции по степенному закону дальнего действия, в то время как кодирующие последовательности - нет. [72] [73] [74]

Судебная антропология [ править ]

Полиция иногда собирает ДНК в качестве улик для судебно-медицинской идентификации . Как описано в деле Мэриленд против Кинга , решение Верховного суда США 2013 г .: [75]

Текущий стандарт судебно-медицинской экспертизы ДНК основан на анализе хромосом, расположенных в ядрах всех человеческих клеток. «Материал ДНК в хромосомах состоит из« кодирующих »и« некодирующих »участков. Кодирующие области известны как гены и содержат информацию, необходимую клетке для производства белков. . . . Небелковые кодирующие области. . . не связаны напрямую с производством белков и были названы «мусорной» ДНК ». Прилагательное «мусор» может ввести в заблуждение непрофессионала, поскольку на самом деле это участок ДНК, который почти наверняка используется для идентификации человека. [75]

См. Также [ править ]

  • Консервированная некодирующая последовательность
  • Тонкая структура эукариотической хромосомы
  • Геноцентричный взгляд на эволюцию
  • Сеть регулирования генов
  • Межгенная область
  • Внутригеномный конфликт
  • Филогенетический след
  • Транскриптом
  • Некодирующая РНК
  • Джин пустыня
  • Тест Лук

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Pennisi E (сентябрь 2012 г.). «Геномика. Проект ENCODE пишет панегирик мусорной ДНК». Наука . 337 (6099): 1159–1161. DOI : 10.1126 / science.337.6099.1159 . PMID  22955811 .
  2. ^ Консорциум проекта ENCODE (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 .  .
  3. ^ а б Коста F (2012). «7 некодирующих РНК, эпигеномика и сложность в клетках человека». В Моррис К.В. (ред.). Некодирующие РНК и эпигенетическая регуляция экспрессии генов: факторы естественного отбора . Caister Academic Press . ISBN 978-1904455943.
  4. ^ а б в Кэри М (2015). Мусорная ДНК: путешествие по темной материи генома . Издательство Колумбийского университета. ISBN 9780231170840.
  5. ^ a b McKie R (24 февраля 2013 г.). «Ученые нападают на утверждения о том, что« мусорная ДНК »жизненно важна для жизни» . Наблюдатель .
  6. ^ a b c Эдди SR (ноябрь 2012 г.). «Парадокс C-ценности, мусорная ДНК и КОДИРОВКА» . Текущая биология . 22 (21): R898–9. DOI : 10.1016 / j.cub.2012.10.002 . PMID 23137679 . S2CID 28289437 .  
  7. ^ a b Дулиттл У. Ф. (апрель 2013 г.). «Является ли мусорная ДНК ерундой? Критика ENCODE» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (14): 5294–300. Bibcode : 2013PNAS..110.5294D . DOI : 10.1073 / pnas.1221376110 . PMC 3619371 . PMID 23479647 .  
  8. ^ a b Palazzo AF, Грегори TR (май 2014 г.). «Дело о мусорной ДНК» . PLOS Genetics . 10 (5): e1004351. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1004351 . PMC 4014423 . PMID 24809441 .  
  9. ^ a b Graur D, Zheng Y, Price N, Azevedo RB, Zufall RA, Elhaik E (2013). «О бессмертии телевизоров:« функция »в геноме человека согласно безэволюционному евангелию ENCODE» . Геномная биология и эволюция . 5 (3): 578–90. DOI : 10.1093 / GbE / evt028 . PMC 3622293 . PMID 23431001 .  
  10. ^ Понтинг CP, Хардисон RC (ноябрь 2011). "Какая часть генома человека функциональна?" . Геномные исследования . 21 (11): 1769–76. DOI : 10.1101 / gr.116814.110 . PMC 3205562 . PMID 21875934 .  
  11. ^ a b c d e Келлис М., Уолд Б., Снайдер М. П., Бернштейн Б. Е., Кундаже А., Маринов Г. К. и др. (Апрель 2014 г.). «Определение функциональных элементов ДНК в геноме человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (17): 6131–8. Bibcode : 2014PNAS..111.6131K . DOI : 10.1073 / pnas.1318948111 . PMC 4035993 . PMID 24753594 .  
  12. ^ Rands CM, Мидер S, Понтинг CP, Lunter G (июль 2014). «8,2% генома человека ограничено: вариация скорости оборота между классами функциональных элементов в человеческой линии» . PLOS Genetics . 10 (7): e1004525. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1004525 . PMC 4109858 . PMID 25057982 .  
  13. ^ а б Мэттик Дж.С. (2013). «Степень функциональности в геноме человека» . Журнал HUGO . 7 (1): 2. DOI : 10,1186 / 1877-6566-7-2 . PMC 4685169 . 
  14. ^ а б Моррис К., изд. (2012). Некодирующие РНК и эпигенетическая регуляция экспрессии генов: факторы естественного отбора . Норфолк, Великобритания: Caister Academic Press. ISBN 978-1904455943.
  15. ^ a b «Завод по установлению мировых рекордов: удаляет некодируемую« мусорную »ДНК» . Дизайн и тенденции . 12 мая 2013 года . Проверено 4 июня 2013 .
  16. ^ a b Элгар Г., Вавури Т. (июль 2008 г.). «Настройка на сигналы: сохранение некодирующих последовательностей в геномах позвоночных». Тенденции в генетике . 24 (7): 344–52. DOI : 10.1016 / j.tig.2008.04.005 . PMID 18514361 . 
  17. ^ Томас CA (1971). «Генетическая организация хромосом». Ежегодный обзор генетики . 5 : 237–56. DOI : 10.1146 / annurev.ge.05.120171.001321 . PMID 16097657 . 
  18. ^ Gregory TR, Эбер PD (апрель 1999). «Модуляция содержания ДНК: непосредственные причины и конечные последствия». Геномные исследования . 9 (4): 317–24. DOI : 10,1101 / gr.9.4.317 (неактивный 2021-01-16). PMID 10207154 . CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  19. ^ а б Оно S (1972). Смит HH (ред.). «В нашем геноме так много« мусорной »ДНК» . Брукхейвенские симпозиумы по биологии . Гордон и Брич, Нью-Йорк. 23 : 366–70. PMID 5065367 . Проверено 15 мая 2013 . 
  20. ^ Waterhouse PM, эллины RP (апрель 2015). «Биология растений: кодирование некодирующих РНК» . Природа . 520 (7545): 41–2. Bibcode : 2015Natur.520 ... 41W . DOI : 10,1038 / природа14378 . PMID 25807488 . S2CID 205243381 .  
  21. ^ Кэрролл SB (июль 2008 г.). «Эво-дево и расширяющийся эволюционный синтез: генетическая теория морфологической эволюции». Cell . 134 (1): 25–36. DOI : 10.1016 / j.cell.2008.06.030 . PMID 18614008 . S2CID 2513041 .  
  22. ^ Визель А, Рубин Е.М., Pennacchio LA (сентябрь 2009). «Геномные виды энхансеров дальнего действия» . Природа . 461 (7261): 199–205. Bibcode : 2009Natur.461..199V . DOI : 10,1038 / природа08451 . PMC 2923221 . PMID 19741700 .  
  23. ^ a b c Нильсен Х, Йохансен С.Д. (2009). «Интроны группы I: движение в новых направлениях» . Биология РНК . 6 (4): 375–83. DOI : 10,4161 / rna.6.4.9334 . PMID 19667762 . S2CID 30342385 .  
  24. ^ a b c Zheng D, Frankish A, Baertsch R, Kapranov P, Reymond A, Choo SW, Lu Y, Denoeud F, Antonarakis SE, Snyder M, Ruan Y, Wei CL, Gingeras TR, Guigó R, Harrow J, Gerstein МБ (июнь 2007 г.). «Псевдогены в регионах ENCODE: аннотация консенсуса, анализ транскрипции и эволюции» . Геномные исследования . 17 (6): 839–51. DOI : 10.1101 / gr.5586307 . PMC 1891343 . PMID 17568002 .  
  25. ^ Лопес СП, Yuhki N, R Масуда, Моди Вт, О'Брайен SJ (1994). « Numt , недавний перенос и тандемная амплификация митохондриальной ДНК в ядерный геном домашней кошки» . Журнал молекулярной эволюции . 39 (2): 174–190. DOI : 10.1007 / bf00163806 (неактивный 2021-01-16). PMID 7932781 . CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  26. ^ Marshall CR, Рафф EC, Рафф RA (декабрь 1994). «Закон Долло и смерть и воскрешение генов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (25): 12283–7. Bibcode : 1994PNAS ... 9112283M . DOI : 10.1073 / pnas.91.25.12283 . PMC 45421 . PMID 7991619 .  
  27. ^ Tütar Y (2012). «Псевдогены» . Сравнительная и функциональная геномика . 2012 : 1–4. DOI : 10.1155 / 2012/424526 . PMC 3352212 . PMID 22611337 .  
  28. ^ a b Петров Д.А., Хартл Д.Л. (2000). «Эволюция псевдогена и естественный отбор для компактного генома» . Журнал наследственности . 91 (3): 221–7. DOI : 10.1093 / jhered / 91.3.221 . PMID 10833048 . 
  29. ^ Ponicsan SL, Кугель JF, Goodrich JA (апрель 2010). «Геномные драгоценные камни: SINE-РНК регулируют производство мРНК» . Текущее мнение в области генетики и развития . 20 (2): 149–55. DOI : 10.1016 / j.gde.2010.01.004 . PMC 2859989 . PMID 20176473 .  
  30. ^ HASLER Дж, Самуэлссон Т, Страб К (июль 2007 г.). «Полезный« мусор »: Alu РНК в человеческом транскриптоме» . Клеточные и молекулярные науки о жизни (Представленная рукопись). 64 (14): 1793–800. DOI : 10.1007 / s00018-007-7084-0 . PMID 17514354 . S2CID 5938630 .  
  31. Перейти ↑ Walters RD, Kugel JF, Goodrich JA (август 2009 г.). «Неизбежный мусор: клеточное влияние и функция РНК Alu и B2» . IUBMB Life . 61 (8): 831–7. DOI : 10.1002 / iub.227 . PMC 4049031 . PMID 19621349 .  
  32. ^ Нельсон П.Н., Хули Р, Роден Д, Davari Ejtehadi Н, Рилэнс Р, Уоррен Р, Мартин Дж, Мюррей П.Г. (октябрь 2004 г.). "Эндогенные ретровирусы человека: мобильные элементы с потенциалом?" . Клиническая и экспериментальная иммунология . 138 (1): 1–9. DOI : 10.1111 / j.1365-2249.2004.02592.x . PMC 1809191 . PMID 15373898 .  
  33. ^ Lander ES, Linton LM, Birren B, Nusbaum C, Zody MC, Baldwin J и др. (Февраль 2001 г.). «Первоначальное секвенирование и анализ генома человека» . Природа . 409 (6822): 860–921. Bibcode : 2001Natur.409..860L . DOI : 10.1038 / 35057062 . PMID 11237011 . 
  34. ^ Piegu B, Guyot R, Picault N, Roulin А, Sanyal А, Saniyal А, Ким H, Коллура K, Brar DS, Jackson S, Wing RA, Panaud O (октябрь 2006). «Удвоение размера генома без полиплоидизации: динамика расширений генома, вызванных ретротранспозицией, у Oryza australiensis, дикого родственника риса» . Геномные исследования . 16 (10): 1262–9. DOI : 10.1101 / gr.5290206 . PMC 1581435 . PMID 16963705 .  
  35. ^ Hawkins JS, Ким H, Насон JD, Wing RA, Вендель JF (октябрь 2006). «Дифференциальная клон-специфическая амплификация мобильных элементов ответственна за изменение размера генома у Gossypium» . Геномные исследования . 16 (10): 1252–61. DOI : 10.1101 / gr.5282906 . PMC 1581434 . PMID 16954538 .  
  36. ^ Cusanelli E, Chartrand P (май 2014). «Теломерная некодирующая РНК: РНК, содержащая теломерные повторы в биологии теломер». Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК . 5 (3): 407–19. DOI : 10.1002 / wrna.1220 . PMID 24523222 . S2CID 36918311 .  
  37. ^ Ehret CF, De Галлер G (октябрь 1963). «Происхождение, развитие и созревание органелл и систем органелл клеточной поверхности Paramecium». Журнал исследований ультраструктуры . 23 : SUPPL6: 1–42. DOI : 10.1016 / S0022-5320 (63) 80088-X . PMID 14073743 . 
  38. ^ Дэн Граур, Происхождение мусорной ДНК: исторический детектив
  39. ^ а б TR, изд. (2005). Эволюция генома . Эльзевир. С. 29–31. ISBN 978-0123014634. Комингс (1972), с другой стороны, дал то, что следует считать первым явным обсуждением природы «мусорной ДНК», и был первым, кто применил этот термин ко всей некодирующей ДНК »;« По этой причине, маловероятно, что какая-либо одна функция некодирующей ДНК может объяснить либо ее абсолютную массу, либо ее неравномерное распределение среди таксонов. Однако отклонение его как не более чем «мусора» в уничижительном смысле «бесполезный» или «расточительный» мало способствует пониманию эволюции генома. По этой причине в этой главе используется гораздо менее загруженный термин «некодирующая ДНК», который рекомендуется использовать вместо «мусорной ДНК» для будущего лечения этого субъекта ».
  40. ^ Дулитл WF, Sapienza C (апрель 1980). «Эгоистичные гены, парадигма фенотипа и эволюция генома». Природа . 284 (5757): 601–3. Bibcode : 1980Natur.284..601D . DOI : 10.1038 / 284601a0 . PMID 6245369 . S2CID 4311366 .  
  41. ^ Другой источник - дублирование генома с последующей потерей функции из-за избыточности.
  42. ↑ Orgel LE, Crick FH (апрель 1980 г.). «Эгоистичная ДНК: абсолютный паразит». Природа . 284 (5757): 604–7. Bibcode : 1980Natur.284..604O . DOI : 10.1038 / 284604a0 . PMID 7366731 . S2CID 4233826 .  
  43. ^ Khajavinia A, Makalowski W (май 2007). «Что такое« мусорная »ДНК и чего она стоит?». Scientific American . 296 (5): 104. Bibcode : 2007SciAm.296c.104. . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0307-104 . PMID 17503549 . Термин «мусорная ДНК» отталкивал основных исследователей от изучения некодирующего генетического материала в течение многих лет. 
  44. ^ Biémont C, Виейра C (октябрь 2006). «Генетика: мусорная ДНК как эволюционная сила». Природа . 443 (7111): 521–4. Bibcode : 2006Natur.443..521B . DOI : 10.1038 / 443521a . PMID 17024082 . S2CID 205033991 .  
  45. ^ Lambert SA, Jolma A, Campitelli LF, Das PK, Yin Y, Albu M и др. (Февраль 2018). «Факторы транскрипции человека» . Cell . 172 (4): 650–665. DOI : 10.1016 / j.cell.2018.01.029 . PMID 29425488 . S2CID 3599827 .  
  46. Перейти ↑ Palazzo AF, Lee ES (2015). «Некодирующая РНК: что функционально, а что нежелательно?» . Границы генетики . 6 : 2. дои : 10,3389 / fgene.2015.00002 . PMC 4306305 . PMID 25674102 .  
  47. ↑ Людвиг MZ (декабрь 2002 г.). «Функциональная эволюция некодирующей ДНК». Текущее мнение в области генетики и развития . 12 (6): 634–9. DOI : 10.1016 / S0959-437X (02) 00355-6 . PMID 12433575 . 
  48. ^ а б Кобб Дж., Бюст С., Петру С., Харрап С., Эллис Дж. (апрель 2008 г.). «Поиск функциональных генетических вариантов в некодирующей ДНК». Клиническая и экспериментальная фармакология и физиология . 35 (4): 372–5. DOI : 10.1111 / j.1440-1681.2008.04880.x . PMID 18307723 . S2CID 2000913 .  
  49. ^ Khurana E, Fu Y, Colonna V, Mu XJ, Kang HM, Lappalainen T и др. (Октябрь 2013). «Интегративная аннотация вариантов от 1092 человека: приложение к геномике рака» . Наука . 342 (6154): 1235587. DOI : 10.1126 / science.1235587 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0019-02F5-1 . PMC 3947637 . PMID 24092746 .  
  50. ^ Лу Ю.Ф., може Д. М., Голдстейн Д. Б., городской TJ, недель КМ, Bradrick СС (ноябрь 2015). «Структура мРНК IFNL3 реконструирована функциональным некодирующим полиморфизмом, связанным с клиренсом вируса гепатита С» . Научные отчеты . 5 : 16037. Bibcode : 2015NatSR ... 516037L . DOI : 10.1038 / srep16037 . PMC 4631997 . PMID 26531896 .  
  51. ^ Грюневальд Т.Г., Бернар V, Жиларди-Хебенштрайт П., Рейнал В., Сурдез Д., Айно М.М. и др. (Сентябрь 2015 г.). «Химерный EWSR1-FLI1 регулирует ген восприимчивости к саркоме Юинга EGR2 через микросателлит GGAA» . Генетика природы . 47 (9): 1073–8. DOI : 10.1038 / ng.3363 . PMC 4591073 . PMID 26214589 .  
  52. ^ Subirana JA, Messeguer X (март 2010). «Наиболее частые короткие последовательности в некодирующей ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (4): 1172–81. DOI : 10.1093 / NAR / gkp1094 . PMC 2831315 . PMID 19966278 .  
  53. ^ Ahnert SE, Финк TM , Zinovyev A (июнь 2008). «Сколько некодирующей ДНК требуется эукариотам?». Журнал теоретической биологии . 252 (4): 587–92. arXiv : q-bio / 0611047 . DOI : 10.1016 / j.jtbi.2008.02.005 . PMID 18384817 . S2CID 1717725 .  
  54. Перейти ↑ Smith MA, Gesell T, Stadler PF, Mattick JS (сентябрь 2013 г.). «Широко распространенный очищающий отбор по структуре РНК у млекопитающих» . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (17): 8220–36. DOI : 10.1093 / NAR / gkt596 . PMC 3783177 . PMID 23847102 .  
  55. ^ Дилип В (2009). «Место и функция некодирующей ДНК в эволюции изменчивости». Гипотеза . 7 (1): e7.
  56. ^ а б Йонг С.Ю., Рабен Т.Г., Лелло Л., Сюй С.Д. (21.07.2020). «Генетическая архитектура сложных признаков и предикторов риска заболеваний» . Научные отчеты (10). DOI : 10.1038 / s41598-020-68881-8 . PMC 7374622 . PMID 32694572 . Проверено 4 мая 2021 .  
  57. ↑ Wray NR, Kemper KE, Hayes BJ, Goddard ME, Visscher PM (апрель 2019 г.). "Прогнозирование сложных признаков на основе данных генома: сравнение EBV у домашнего скота с PRS у людей: геномное предсказание" . Генетика . 211 (4): 1131–1141. DOI : 10.1534 / genetics.119.301859 . PMC 6456317 . PMID 30967442 .  
  58. ^ Pennachio Л.А., Bickmore W, декан A, Nobrega MA, Бехерано G (2013-03-18). «Энхансеры: пять основных вопросов» . Nature Review Genetics (14): 288–295. DOI : 10.1038 / nrg3458 . PMC 4445073 . PMID 23503198 .  
  59. ^ Б Callaway, Ивен (март 2010). «Мусорная ДНК делает нас такими, какие мы есть» . Новый ученый .
  60. ^ Carroll SB, Prud'homme B, Gompel N (май 2008). «Регулирующая эволюция». Scientific American . 298 (5): 60–7. Bibcode : 2008SciAm.298e..60C . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0508-60 . PMID 18444326 . 
  61. ^ Stojic L, Niemczyk M, Orjalo A, Ito Y, Ruijter AE, Uribe-Lewis S, Joseph N, Weston S, Menon S, Odom DT, Rinn J, Gergely F, Murrell A (февраль 2016 г.). «Транскрипционное молчание длинной некодирующей РНК GNG12-AS1 разъединяет ее транскрипционные и связанные с продуктом функции» . Nature Communications . 7 : 10406. Bibcode : 2016NatCo ... 710406S . DOI : 10.1038 / ncomms10406 . PMC 4740813 . PMID 26832224 .  
  62. ^ Latchman DS (декабрь 1997). «Факторы транскрипции: обзор» . Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 29 (12): 1305–12. DOI : 10.1016 / S1357-2725 (97) 00085-X . PMC 2002 184 . PMID 9570129 .  
  63. Перейти ↑ Karin M (февраль 1990 г.). «Слишком много факторов транскрипции: положительные и отрицательные взаимодействия». Новый биолог . 2 (2): 126–31. PMID 2128034 . 
  64. Перейти ↑ Lewin B (1990). Гены IV (4-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С.  243–58 . ISBN 978-0-19-854267-4.
  65. ^ Blackwood Е.М., Kadonaga JT (июль 1998). «На расстоянии: современный взгляд на действие энхансера» . Наука . 281 (5373): 60–3. Bibcode : 1998Sci ... 281 ... 60. . DOI : 10.1126 / science.281.5373.60 . PMID 9679020 . S2CID 11666739 .  
  66. ^ Мастон Г.А., Эванс С.К., Green MR (2006). «Элементы регуляции транскрипции в геноме человека» . Ежегодный обзор геномики и генетики человека . 7 : 29–59. DOI : 10.1146 / annurev.genom.7.080505.115623 . PMID 16719718 . S2CID 12346247 .  
  67. ^ «Анализ биологических сетей: транскрипционные сети - анализ последовательности промотора» (PDF) . Тель-Авивский университет . Проверено 30 декабря 2012 года .
  68. ^ Берджесс-Beusse В, С Фаррел, Gaszner М, М Litt, Mutskov В, Recillas-Targa Ж, Симпсон М, Западный А, Felsenfeld G (декабрь 2002 г.). «Изоляция генов от внешних усилителей и подавление хроматина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 Дополнение 4: 16433–7. Bibcode : 2002PNAS ... 9916433B . DOI : 10.1073 / pnas.162342499 . PMC 139905 . PMID 12154228 .  
  69. ^ "Плагиат ошибки и молекулярная генетика" , талькоригены , Эдвард Э. Макс, доктор медицины, доктор философии.
  70. Перейти ↑ Balakirev ES, Ayala FJ (2003). «Псевдогены: это« мусор »или функциональная ДНК?» . Ежегодный обзор генетики . 37 : 123–51. DOI : 10.1146 / annurev.genet.37.040103.103949 . PMID 14616058 . S2CID 24683075 .  
  71. ^ a b Леви A (16 октября 2019 г.). «Как эволюция создает гены с нуля. Ученые долгое время предполагали, что новые гены появляются, когда эволюция возится со старыми. Оказывается, естественный отбор гораздо более творческий» . Природа . 574 (7778): 314–316. DOI : 10.1038 / d41586-019-03061-х . PMID 31619796 . S2CID 204707405 .  
  72. ^ Peng CK, Булдырев С.В., Голдбергер А.Л., Хавлин S, Sciortino F, Simons M, Стенли HE (март 1992). «Дальние корреляции в нуклеотидных последовательностях». Природа . 356 (6365): 168–70. Bibcode : 1992Natur.356..168P . DOI : 10.1038 / 356168a0 . PMID 1301010 . S2CID 4334674 .  
  73. Перейти ↑ Li W, Kaneko K (1992). «Дальняя корреляция и частичный 1 / f альфа- спектр в некодирующей последовательности ДНК» (PDF) . Europhys. Lett . 17 (7): 655–660. Bibcode : 1992EL ..... 17..655L . CiteSeerX 10.1.1.590.5920 . DOI : 10.1209 / 0295-5075 / 17/7/014 .  
  74. ^ Булдырев С.В., Голдбергер А.Л., Хавлин S, Мантенья Р.Н., Маца ME, Peng CK, Simons M, Стенли HE (май 1995). «Свойства дальнодействующей корреляции кодирующих и некодирующих последовательностей ДНК: анализ GenBank». Physical Review E . 51 (5): 5084–91. Bibcode : 1995PhRvE..51.5084B . DOI : 10.1103 / PhysRevE.51.5084 . PMID 9963221 . 
  75. ^ a b Мнение Верховного суда США по делу «Мэриленд против Кинга» . Проверено 4 июня 2013 г..

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Беннетт, доктор медицины, Лейтч И.Дж. (2005). «Эволюция размера генома у растений» . В Григорий RT (ред.). Эволюция генома . Сан-Диего: Эльзевьер. С. 89–162. ISBN 978-0-08-047052-8.
  • Грегори Т.Р. (2005). «Эволюция размера генома у животных». В TR Григорий (ред.). Эволюция генома . Сан-Диего: Эльзевьер. ISBN 978-0-12-301463-4.
  • Шабалина С.А., Спиридонов Н.А. (2004). «Транскриптом млекопитающих и функция некодирующих последовательностей ДНК» . Геномная биология . 5 (4): 105. DOI : 10.1186 / GB-2004-5-4-105 . PMC  395773 . PMID  15059247 .
  • Кастильо-Дэвис CI (октябрь 2005 г.). «Эволюция некодирующей ДНК: сколько мусора, сколько функций?». Тенденции в генетике . 21 (10): 533–6. DOI : 10.1016 / j.tig.2005.08.001 . PMID  16098630 .

Внешние ссылки [ править ]

  • База данных C-значений ДНК растений в Королевском ботаническом саду, Кью
  • База данных о размерах генома грибов в Эстонском институте зоологии и ботаники
  • ENCODE: человеческая энциклопедия в Nature ENCODE