Химера (молекулярная биология)

В молекулярной биологии и, что более важно, в высокопроизводительном секвенировании ДНК , химера — это одна последовательность ДНК, возникающая при нескольких транскриптов соединении или последовательностей ДНК. Химеры можно считать артефактами и отфильтровывать их из данных при обработке. ^{[ 1 ]} для предотвращения ложных выводов о биологических вариациях. ^{[ 2 ]} Однако не следует путать химеры с химерными чтениями , которые обычно используются вызывающими структурные варианты для обнаружения структурных вариаций . событий ^{[ 3 ]} и не всегда являются показателем присутствия химерного транскрипта или гена.

В другом контексте преднамеренное создание искусственных химер также может стать полезным инструментом в молекулярной биологии. Например, в белковой инженерии «химерагенез» (формирование химер между белками, которые кодируются гомологичными кДНК ) ^{[ 4 ]} является одним из «двух основных методов, используемых для манипулирования последовательностями кДНК». ^{[ 4 ]} Чтобы узнать о слияниях генов, происходящих в результате естественных процессов, см. « Химерные гены» и «Гены слияния» .

Описание

Расшифровка химеры

Химера может представлять собой одну последовательность кДНК , происходящую из двух транскриптов . Обычно его считают примесью в базах данных транскриптов и меток экспрессируемых последовательностей (что приводит к прозвищу химер EST ). ^{[ 5 ]} Подсчитано, что примерно 1% всех транскриптов в базе данных Unigene Национального центра биотехнологической информации содержат «химерную последовательность». ^{[ 6 ]}

ПЦР-химера

Химера также может быть артефактом ПЦР- амплификации. Это происходит, когда расширение ампликона прерывается , и прерванный продукт действует как праймер в следующем цикле ПЦР. Прерванный продукт отжигается с неправильным шаблоном и продолжает расширяться, тем самым синтезируя единую последовательность, полученную из двух разных шаблонов. ^{[ 7 ]}

ПЦР-химеры — важная проблема, которую следует учитывать во время метабаркодирования , когда последовательности ДНК из образцов окружающей среды используются для определения биоразнообразия. Химера — это новая последовательность, которая, скорее всего, не будет соответствовать ни одному известному организму. Следовательно, его можно интерпретировать как новый вид, тем самым преувеличивая разнообразие.

ПЦР-химеры также встречаются при секвенировании ДНК. В этом случае наиболее распространенным механизмом образования химеры является то, что неполное удлинение во время ПЦР приводит к образованию цепей частичной последовательности, которые могут действовать как праймеры в последующих циклах ПЦР на сходных, но неидентичных последовательностях. Расширение таких событий гибридного прайминга приводит к образованию химерных последовательностей. ^{[ 1 ]}

Для обнаружения и удаления химер были разработаны некоторые вычислительные методы, например:

CHECK_CHIMERA проекта рибосомальной базы данных ^{[ 8 ]}
ChimeraSlayer в ЦЕНЕ ^{[ 9 ]}^{[ 7 ]}
Учиме в поиске ^{[ 10 ]}
удалитьBimeraDenovo() в dada2 ^{[ 11 ]}
Беллерофонт ^{[ 12 ]}
Ловить ^{[ 13 ]}
РАСШИФРОВАТЬ ^{[ 14 ]}

Химерное чтение

Считывание — это последовательность нуклеиновых кислот, определенная с помощью высокопроизводительного секвенирования ДНК или РНК, соответствующая фрагменту ДНК или РНК. Химерное чтение или разделенное чтение означает, что несколько подразделов этого чтения совпадают с разными позициями в эталонном геноме . ^{[ 15 ]} Они не всегда являются признаком присутствия ПЦР-химеры и часто используются для обнаружения структурных вариаций . ^{[ 3 ]}

Примеры

«Первый транскрипт мРНК, выделенный для...» человеческого гена C2orf3 , «...был частью искусственной химеры...»
Считалось, что CYP2C17 является человеческим геном, но «...теперь считается артефактом, основанным на химере CYP2C18 и CYP2C19». ^{[ 16 ]}
Исследователи создали химеры рецепторов в своих исследованиях М. онкостатина

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Химеры» . www.drive5.com . Проверено 27 октября 2022 г.
^ Эдгар, Роберт К. (12 сентября 2016 г.). «UCHIME2: улучшенное предсказание химер для секвенирования ампликонов» . БиоRXiv . Лаборатория Колд-Спринг-Харбор: 074252. doi : 10.1101/074252 . S2CID 88955007 .
^ Jump up to: ^а ^б Косуги, Шуничи; Момодзава, Юкихидэ; Лю, Сяоси; Имя Чикаши; Куб, Мичиаки; Каматани, Ёитиро (декабрь 2019 г.). «Комплексная оценка алгоритмов обнаружения структурных вариаций для полногеномного секвенирования» . Геномная биология . 20 (1):117.doi 10.1186 : /s13059-019-1720-5 . ISSN 1474-760X . ПМК 6547561 . ПМИД 31159850 .
^ Jump up to: ^а ^б Лайта А., Рейт М.Э. (2007). Справочник по нейрохимии и молекулярной нейробиологии. Нейронные мембраны и транспорт . Бостон, Массачусетс: Springer Science+Business Media, LLC. п. 485. ИСБН 978-0-387-30347-5 . п. 424
^ Уннеберг П., Клавери Дж. М. (февраль 2007 г.). Хохайзель Дж. (ред.). «Предварительное картирование межхромосомного взаимодействия, индуцированного транскрипцией, с использованием данных химерного EST и мРНК» . ПЛОС ОДИН . 2 (2): е254. Бибкод : 2007PLoSO...2..254U . дои : 10.1371/journal.pone.0000254 . ПМК 1804257 . ПМИД 17330142 .
^ Нельсон К. «Сборка EST для создания мишеней олигонуклеотидных зондов» (PDF) . Аджилент Технологии . Архивировано из оригинала (PDF) 23 февраля 2012 года . Проверено 12 мая 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б Хаас Б.Дж., Геверс Д., Эрл А.М., Фельдгарден М., Уорд Д.В., Яннукос Г. и др. (март 2011 г.). «Формирование и обнаружение химерной последовательности 16S рРНК в ампликонах ПЦР Сэнгера и 454-пиросеквенированных» . Геномные исследования . 21 (3): 494–504. дои : 10.1101/гр.112730.110 . ПМК 3044863 . ПМИД 21212162 .
^ Майдак Б.Л., Олсен Г.Дж., Ларсен Н., Овербик Р., МакКоги М.Дж., Вёзе Ч.Р. (январь 1996 г.). «Проект рибосомальной базы данных (RDP)» . Исследования нуклеиновых кислот . 24 (1): 82–85. дои : 10.1093/нар/24.1.82 . ПМК 145599 . ПМИД 8594608 .
^ «Последовательности проверки химеры с помощью QIIME» . Количественный взгляд на микробную экологию (QIIME) . Проверено 10 января 2019 г.
^ Эдгар Р. «Алгоритм UCHIME» . Drive5.com . Проверено 10 января 2019 г.
^ «удалить функцию BimeraDenovo» . Р Документация . www.rdocumentation.org . Проверено 10 января 2019 г.
^ Хубер Т., Фолкнер Г., Хугенхольц П. (сентябрь 2004 г.). «Беллерофон: программа для обнаружения химерных последовательностей при множественном выравнивании последовательностей» . Биоинформатика . 20 (14): 2317–2319. doi : 10.1093/биоинформатика/bth226 . ПМИД 15073015 .
^ Майсара М., Саейс Ю., Лейс Н., Раес Дж., Мсье П. (март 2015 г.). Уоммак К.Е. (ред.). «CATCh, ансамблевый классификатор для обнаружения химер в исследованиях секвенирования 16S рРНК» . Прикладная и экологическая микробиология . 81 (5): 1573–1584. Бибкод : 2015ApEnM..81.1573M . дои : 10.1128/АЕМ.02896-14 . ПМЦ 4325141 . ПМИД 25527546 .
^ Райт Э.С., Йилмаз Л.С., Ногера Д.Р. (февраль 2012 г.). «DECIPHER, основанный на поиске подход к идентификации химер последовательностей 16S рРНК» . Прикладная и экологическая микробиология . 78 (3): 717–725. Бибкод : 2012ApEnM..78..717W . дои : 10.1128/АЕМ.06516-11 . ПМК 3264099 . ПМИД 22101057 .
^ «Спецификации формата SAM» (PDF) . Проверено 31 мая 2023 г.
^ «Ген Энтреза: цитохром P450 CYP2C18, семейство 2, подсемейство C, полипептид 18» . Национальный центр биотехнологической информации . Проверено 12 мая 2009 г.

Эта о генетике статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б «Химеры» . www.drive5.com . Проверено 27 октября 2022 г.

[2] Эдгар, Роберт К. (12 сентября 2016 г.). «UCHIME2: улучшенное предсказание химер для секвенирования ампликонов» . БиоRXiv . Лаборатория Колд-Спринг-Харбор: 074252. doi : 10.1101/074252 . S2CID 88955007 .

[:1-3] Jump up to: ^а ^б Косуги, Шуничи; Момодзава, Юкихидэ; Лю, Сяоси; Имя Чикаши; Куб, Мичиаки; Каматани, Ёитиро (декабрь 2019 г.). «Комплексная оценка алгоритмов обнаружения структурных вариаций для полногеномного секвенирования» . Геномная биология . 20 (1):117.doi 10.1186 : /s13059-019-1720-5 . ISSN 1474-760X . ПМК 6547561 . ПМИД 31159850 .

[Handbook-4] Jump up to: ^а ^б Лайта А., Рейт М.Э. (2007). Справочник по нейрохимии и молекулярной нейробиологии. Нейронные мембраны и транспорт . Бостон, Массачусетс: Springer Science+Business Media, LLC. п. 485. ИСБН 978-0-387-30347-5 . п. 424

[5] Уннеберг П., Клавери Дж. М. (февраль 2007 г.). Хохайзель Дж. (ред.). «Предварительное картирование межхромосомного взаимодействия, индуцированного транскрипцией, с использованием данных химерного EST и мРНК» . ПЛОС ОДИН . 2 (2): е254. Бибкод : 2007PLoSO...2..254U . дои : 10.1371/journal.pone.0000254 . ПМК 1804257 . ПМИД 17330142 .

[6] Нельсон К. «Сборка EST для создания мишеней олигонуклеотидных зондов» (PDF) . Аджилент Технологии . Архивировано из оригинала (PDF) 23 февраля 2012 года . Проверено 12 мая 2009 г.

[Birren_494–504-7] Jump up to: ^а ^б Хаас Б.Дж., Геверс Д., Эрл А.М., Фельдгарден М., Уорд Д.В., Яннукос Г. и др. (март 2011 г.). «Формирование и обнаружение химерной последовательности 16S рРНК в ампликонах ПЦР Сэнгера и 454-пиросеквенированных» . Геномные исследования . 21 (3): 494–504. дои : 10.1101/гр.112730.110 . ПМК 3044863 . ПМИД 21212162 .

[8] Майдак Б.Л., Олсен Г.Дж., Ларсен Н., Овербик Р., МакКоги М.Дж., Вёзе Ч.Р. (январь 1996 г.). «Проект рибосомальной базы данных (RDP)» . Исследования нуклеиновых кислот . 24 (1): 82–85. дои : 10.1093/нар/24.1.82 . ПМК 145599 . ПМИД 8594608 .

[9] «Последовательности проверки химеры с помощью QIIME» . Количественный взгляд на микробную экологию (QIIME) . Проверено 10 января 2019 г.

[10] Эдгар Р. «Алгоритм UCHIME» . Drive5.com . Проверено 10 января 2019 г.

[11] «удалить функцию BimeraDenovo» . Р Документация . www.rdocumentation.org . Проверено 10 января 2019 г.

[12] Хубер Т., Фолкнер Г., Хугенхольц П. (сентябрь 2004 г.). «Беллерофон: программа для обнаружения химерных последовательностей при множественном выравнивании последовательностей» . Биоинформатика . 20 (14): 2317–2319. doi : 10.1093/биоинформатика/bth226 . ПМИД 15073015 .

[13] Майсара М., Саейс Ю., Лейс Н., Раес Дж., Мсье П. (март 2015 г.). Уоммак К.Е. (ред.). «CATCh, ансамблевый классификатор для обнаружения химер в исследованиях секвенирования 16S рРНК» . Прикладная и экологическая микробиология . 81 (5): 1573–1584. Бибкод : 2015ApEnM..81.1573M . дои : 10.1128/АЕМ.02896-14 . ПМЦ 4325141 . ПМИД 25527546 .

[14] Райт Э.С., Йилмаз Л.С., Ногера Д.Р. (февраль 2012 г.). «DECIPHER, основанный на поиске подход к идентификации химер последовательностей 16S рРНК» . Прикладная и экологическая микробиология . 78 (3): 717–725. Бибкод : 2012ApEnM..78..717W . дои : 10.1128/АЕМ.06516-11 . ПМК 3264099 . ПМИД 22101057 .

[15] «Спецификации формата SAM» (PDF) . Проверено 31 мая 2023 г.

[16] «Ген Энтреза: цитохром P450 CYP2C18, семейство 2, подсемейство C, полипептид 18» . Национальный центр биотехнологической информации . Проверено 12 мая 2009 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]