Химерный ген

Химерные гены (буквально состоящие из частей из разных источников) образуются путем объединения частей двух или более кодирующих последовательностей для производства новых генов. Эти мутации отличаются от слитых генов , которые объединяют целые последовательности генов в единую рамку считывания и часто сохраняют свои исходные функции.

Формирование

Химерные гены могут формироваться несколькими различными способами. Многие химерные гены образуются в результате ошибок репликации или репарации ДНК , в результате чего фрагменты двух разных генов случайно 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 на самом деле не связаны между собой, также может производить химерные гены. Этот процесс часто происходит в геномах человека, и известно, что аномальные химеры, образующиеся в результате этого процесса, вызывают дальтонизм .

Эволюционное значение гибридных белков

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 дубликатов генов, химерные белки сразу отличаются от своих родительских генов и, следовательно, с большей вероятностью будут выполнять совершенно новые функции.

Химерные слитые белки часто образуются в геномах. ^[1] и многие из них, вероятно, окажутся дисфункциональными и исчезнут в результате естественного отбора. Однако в некоторых случаях эти новые пептиды могут образовывать полностью функциональные генные продукты, которые избирательно выбираются и быстро распространяются среди населения.

Функции

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 и образовала 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 созданию полностью функционального гена, одобренного отбором.

Функции многих химерных генов пока неизвестны. В некоторых случаях эти генные продукты бесполезны и могут даже вызывать такие заболевания, как рак.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Роджерс Р.Л., Бедфорд Т. и Хартл Д.Л. «Формирование и долговечность химерных и дубликатов генов у дрофилы » . Генетика . 181: 313-322.
^ Jump up to: ^а ^б Лонг, М., Ч. Лэнгли, 1993. «Естественный отбор и происхождение jingwei , химерного процессированного функционального гена у дрозофилы ». Наука 260: 91-95.
^ Чжан Дж., Дин А.М., Брюне Ф., Лонг М. 2004. «Развивающееся функциональное разнообразие белков в новых генах дрозофилы ». Proc Natl Acad Sci USA 101: 16246-50.

[Formation-1] Jump up to: ^а ^б Роджерс Р.Л., Бедфорд Т. и Хартл Д.Л. «Формирование и долговечность химерных и дубликатов генов у дрофилы » . Генетика . 181: 313-322.

[jingwei-2] Jump up to: ^а ^б Лонг, М., Ч. Лэнгли, 1993. «Естественный отбор и происхождение jingwei , химерного процессированного функционального гена у дрозофилы ». Наука 260: 91-95.

[Jgw_func-3] Чжан Дж., Дин А.М., Брюне Ф., Лонг М. 2004. «Развивающееся функциональное разнообразие белков в новых генах дрозофилы ». Proc Natl Acad Sci USA 101: 16246-50.

[1]

[2]

[3]