 | Было предложено объединить эту статью в Перевернутый повтор . ( Обсудить ) Предлагается с октября 2020 года. |
Палиндромная последовательность является нуклеиновой кислоты последовательностью в двухцепочечной ДНК или РНК молекулы , в которой чтение в определенном направлении (например , от 5' к 3 „) на одной цепи будет соответствовать значению последовательности в направлении , противоположном (например , от 5“ к 3' ) на дополнительной пряди . Таким образом, это определение палиндрома зависит от того, являются ли дополнительные нити палиндромными по отношению друг к другу.
Значение палиндрома в контексте генетики немного отличается от определения, используемого для слов и предложений. Поскольку двойная спираль образована двумя парными антипараллельными цепями нуклеотидов, которые идут в противоположных направлениях , и нуклеотиды всегда спариваются одинаково ( аденин (A) с тимином (T) в ДНК или урацил (U) в РНК; цитозин ( C) с гуанином (G)), (одноцепочечная) нуклеотидная последовательность называется палиндромом, если она равна его обратному комплементу.. Например, последовательность ДНК ACCTAGGT является палиндромной, потому что ее нуклеотидным комплементом является TGGATCCA , и изменение порядка нуклеотидов в комплементе дает исходную последовательность.
Палиндромная нуклеотидная последовательность способна образовывать шпильку . Стеблевая часть шпильки представляет собой псевдодвухцепочечную часть, поскольку вся шпилька является частью одной и той же (одиночной) цепи нуклеиновой кислоты. Палиндромные мотивы встречаются в большинстве геномов или наборов генетических инструкций. Они были специально исследованы в бактериальных хромосомах и в так называемых бактериальных вкрапленных мозаичных элементах ( BIME ), разбросанных по ним. В 2008 году в рамках проекта по секвенированию генома было обнаружено, что большие части человеческих хромосом X и Y расположены в виде палиндромов. [1] Палиндромная структура позволяет Y-хромосоме восстанавливать себя, наклоняясь посередине, если одна сторона повреждена.
Палиндромы также, по-видимому, часто встречаются в пептидных последовательностях, составляющих белки, [2] [3], но их роль в функции белков четко не известна. Было высказано предположение, что существование палиндромов в пептидах может быть связано с преобладанием областей низкой сложности в белках, поскольку палиндромы часто связаны с последовательностями низкой сложности. Их распространенность также может быть связана со склонностью таких последовательностей к образованию альфа-спиралей [4] или комплексов белок / белок. [5]
Примеры [ править ]
Сайты рестрикционных ферментов [ править ]
Палиндромные последовательности играют важную роль в молекулярной биологии . Поскольку последовательность ДНК двухцепочечная, пары оснований считываются (а не только основания на одной цепи) для определения палиндрома. Многие эндонуклеазы рестрикции (рестрикционные ферменты) распознают специфические палиндромные последовательности и разрезают их. Рестрикционный фермент EcoR1 распознает следующую палиндромную последовательность:
5'- GAATTC -3 ' 3'- CTTAAG -5'
Верхняя нить читается как 5'-GAATTC-3 ', а нижняя нить читается как 3'-CTTAAG-5'. Если цепь ДНК перевернута, последовательности будут точно такими же (5'GAATTC-3 'и 3'-CTTAAG-5'). Вот еще несколько рестрикционных ферментов и палиндромных последовательностей, которые они распознают:
| Фермент | Источник | Последовательность распознавания | Резать |
|---|---|---|---|
| EcoR1 | кишечная палочка | 5'GAATTC3'CTTAAG | 5 '--- G AATTC --- 3'3 '--- CTTAA G --- 5' |
| BamH1 | Bacillus amyloliquefaciens | 5'GATCC3'CCTAGG | 5 '--- G GATCC --- 3'3 '--- CCTAG G --- 5' |
| Taq1 | Термус водный | 5'TCGA3'AGCT | 5 '--- T CGA --- 3'3 '--- AGC T --- 5' |
| Alu1 * | Arthrobacter luteus | 5'AGCT3'TCGA | 5 '--- AG CT --- 3'3 '--- TC GA --- 5' |
| * = тупые концы | |||
Сайты метилирования [ править ]
Палиндромные последовательности также могут иметь сайты метилирования . [ необходима цитата ] Это сайты, где метильная группа может быть присоединена к палиндромной последовательности. Метилирование делает резистентный ген неактивным; это называется инсерционной инактивацией или инсерционным мутагенезом . Например, в PBR322 метилирование гена устойчивости к тетрациклину делает плазмиду склонной к тетрациклину; после метилирования гена устойчивости к тетрациклину, если плазмида подвергается воздействию антибиотика тетрациклина, она не выживает.
Палиндромные нуклеотиды в рецепторах Т-клеток [ править ]
Разнообразие генов рецепторов Т-клеток (TCR) генерируется вставками нуклеотидов при рекомбинации V (D) J из их кодированных зародышевой линией V, D и J сегментов. Вставки нуклеотидов в соединениях VD и DJ являются случайными, но некоторые небольшие подмножества этих вставок являются исключительными, поскольку от одной до трех пар оснований обратно повторяют последовательность ДНК зародышевой линии. Эти короткие комплементарные палиндромные последовательности называются P нуклеотидов . [6]
Ссылки [ править ]
- ^ Ларионов S, Лоскутов A, Рядченко E (февраль 2008). «Хромосомная эволюция невооруженным глазом: палиндромный контекст происхождения жизни». Хаос . 18 (1): 013105. DOI : 10,1063 / 1,2826631 . PMID 18377056 .
- ^ Оно S (1990). «Внутренняя эволюция белков. Роль пептидных палиндромов». Рив. Биол . 83 (2–3): 287–91, 405–10. PMID 2128128 .
- ^ Giel-Pietraszuk М, Гофман M, S Dolecka, Rychlewski J, Barciszewski J (февраль 2003). «Палиндромы в белках» (PDF) . J. Protein Chem . 22 (2): 109–13. DOI : 10,1023 / A: 1023454111924 . PMID 12760415 .
- ^ Sheari A, Kargar M, Katanforoush A и др. (2008). «Сказка о двух симметричных хвостах: структурные и функциональные характеристики палиндромов в белках» . BMC Bioinformatics . 9 : 274. DOI : 10,1186 / 1471-2105-9-274 . PMC 2474621 . PMID 18547401 .
- ^ Pinotsis N, Wilmanns M (октябрь 2008). «Белковые сборки с мотивами палиндромной структуры». Клетка. Мол. Life Sci . 65 (19): 2953–6. DOI : 10.1007 / s00018-008-8265-1 . PMID 18791850 .
- ^ Шривастава, СК; Робинс, HS (2012). «Палиндромный нуклеотидный анализ в перестройках рецепторов Т-клеток человека» . PLOS One . 7 (12): e52250. DOI : 10.1371 / journal.pone.0052250 . PMC 3528771 . PMID 23284955 .
