Композиционная область
Композиционный домен в генетике представляет собой область ДНК с различным содержанием гуанина (G) и цитозина (C) GC и CG (совместно содержание GC ). [ 1 ] Однородность композиционных доменов сравнивается с гомогенностью хромосомы, на которой они расположены. По существу, композиционные домены могут быть однородными или неоднородными. Однородные по составу домены достаточной длины (= 300 т.п.н.) называются изохорами или изохорными доменами.
Модель композиционной области была предложена в качестве альтернативы изохорной модели . Модель изохоры была предложена Бернарди и его коллегами для объяснения наблюдаемой неоднородности геномных фрагментов в геноме. [ 2 ] Однако недавнее секвенирование полных геномных данных опровергло изохорную модель. Его основные предсказания заключались в следующем:
- Содержание GC в третьем положении кодона (GC3) генов, кодирующих белок, коррелирует с содержанием GC в изохорах, в которые встроены соответствующие гены. [ 3 ] Этот прогноз оказался неверным. GC3 не мог предсказать содержание GC соседних последовательностей. [ 4 ] [ 5 ]
- Организация генома теплокровных позвоночных представляет собой мозаику изохор. [ 6 ] Это предсказание было отвергнуто многими исследованиями, в которых использовались полные данные генома человека. [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
- Геномная организация холоднокровных позвоночных характеризуется низким содержанием GC и меньшей композиционной гетерогенностью. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Это предсказание было опровергнуто обнаружением доменов с высоким и низким содержанием GC в геномах рыб. [ 13 ]
Модель композиционных доменов описывает геном как мозаику коротких и длинных однородных и неоднородных доменов. Состав и организация доменов сформировались в результате различных эволюционных процессов, которые либо сливали, либо разрушали домены. Эта модель геномной организации была подтверждена во многих новых геномных исследованиях коров, [ 14 ] пчела, [ 15 ] морской еж, [ 16 ] платяная вошь, [ 17 ] NasoniaНасония [ 18 ] жук, [ 19 ] и геномы муравьев. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] Геном человека был описан как состоящий из смеси неоднородных по составу доменов с многочисленными короткими однородными по составу доменами и относительно небольшим количеством длинных. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Эльхайк, Эран; Граур, Дэн; Йосич, Крешимир; Лэндан, Гидди (2010). «Идентификация композиционно однородных и неоднородных доменов в геноме человека с использованием нового алгоритма сегментации» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (15): е158. дои : 10.1093/nar/gkq532 . ПМЦ 2926622 . ПМИД 20571085 .
- ^ Бернарди, Дж; Олофссон, Б; Филипски, Дж.; Зериал, М; Салинас, Дж.; Кьюни, Г; Менье-Ротиваль, М; Родье, Ф (1985). «Мозаичный геном теплокровных позвоночных». Наука 228 (4702): 953–8. Бибкод : 1985Sci...228..953B . дои : 10.1126/science.4001930 . ПМИД 4001930 .
- ^ Бернарди, Джорджио (2001). «Недоразумения об изохорах. Часть 1». Джин . 276 (1–2): 3–13. дои : 10.1016/S0378-1119(01)00644-8 . ПМИД 11591466 .
- ^ Эльхайк, Э.; Ландан, Г.; Граур, Д. (2009). «Может ли содержание GC в позициях третьих кодонов использоваться в качестве показателя состава изохор?» . Молекулярная биология и эволюция . 26 (8): 1829–33. дои : 10.1093/molbev/msp100 . ПМИД 19443854 .
- ^ Татаринова Татьяна В; Александров, Николай Н; Бук, Джон Б; Фельдманн, Кеннет А. (2010). «Биология GC3 кукурузы, риса, сорго и других трав» . БМК Геномика . 11 :308. дои : 10.1186/1471-2164-11-308 . ПМЦ 2895627 . ПМИД 20470436 .
- ^ Бернарди, Джорджио (2000). «Композиционная эволюция геномов позвоночных». Джин . 259 (1–2): 31–43. дои : 10.1016/S0378-1119(00)00441-8 . ПМИД 11163959 .
- ^ Ландер, Эрик С.; Линтон, Лорен М.; Биррен, Брюс; Нусбаум, Чад; Зоди, Майкл С.; Болдуин, Дженнифер; Девон, Кери; Дьюар, Кен; и др. (2001). «Первичное секвенирование и анализ генома человека» (PDF) . Природа . 409 (6822): 860–921. Бибкод : 2001Natur.409..860L . дои : 10.1038/35057062 . ПМИД 11237011 .
- ^ Белль, Элиза М.С.; Дюре, Лоран; Галтье, Николя; Эйр-Уокер, Адам (2004). «Снижение количества изохор у млекопитающих: оценка изменений содержания GC в филогении млекопитающих». Журнал молекулярной эволюции . 58 (6): 653–60. Бибкод : 2004JMolE..58..653B . CiteSeerX 10.1.1.333.2159 . дои : 10.1007/s00239-004-2587-x . ПМИД 15461422 . S2CID 18281444 .
- ^ Коэн, Н.; Даган, Т; Стоун, Л; Граур, Д. (2005). «GC-состав генома человека: в поисках изохор» . Молекулярная биология и эволюция . 22 (5): 1260–72. дои : 10.1093/molbev/msi115 . ПМИД 15728737 .
- ^ Бернарди, Джорджио (2000). «Изохоры и эволюционная геномика позвоночных». Джин . 241 (1): 3–17. дои : 10.1016/S0378-1119(99)00485-0 . ПМИД 10607893 .
- ^ Хамада, Кадзуо; Хориике, Токумаса; Ота, Хидетоши; Мизуно, Кейко; Шинозава, Такао (2003). «Наличие изохорных структур в геномах рептилий подтверждается взаимосвязью между содержанием GC в областях интронов и в кодирующих областях» . Гены и генетические системы . 78 (2): 195–8. дои : 10.1266/ggs.78.195 . ПМИД 12773820 .
- ^ Хойновски, Дж.Л.; Браун, Э.Л. (2008). «Структура изохоры черепахи занимает промежуточное положение между амфибиями и другими амниотами» . Интегративная и сравнительная биология . 48 (4): 454–62. дои : 10.1093/icb/icn062 . ПМИД 21669806 .
- ^ Константини, Мария; Клэй, Оливер; Федерико, Кончетта; Сакконе, Сальваторе; Аулетта, Фабио; Бернарди, Джорджио (2006). «Хромосомные полосы человека: вложенная структура, карта высокого разрешения и молекулярная основа». Хромосома . 116 (1): 29–40. дои : 10.1007/s00412-006-0078-0 . ПМИД 17072634 . S2CID 22571376 .
- ^ Элсик, К.Г.; Теллам, РЛ; Уорли, КК; Гиббс, РА; Музный, ДМ; Вайншток, генеральный директор; Адельсон, Д.Л.; Эйхлер, Э.Э.; и др. (2009). «Последовательность генома тауринового крупного рогатого скота: окно в биологию и эволюцию жвачных животных» . Наука . 324 (5926): 522–8. Бибкод : 2009Sci...324..522A . дои : 10.1126/science.1169588 . ПМК 2943200 . ПМИД 19390049 .
- ^ Вайнсток, Джордж М.; Робинсон, Джин Э.; Гиббс, Ричард А.; Вайнсток, Джордж М.; Вайнсток, Джордж М.; Робинсон, Джин Э.; Уорли, Ким С.; Эванс, Джей Д.; и др. (2006). «Изучение социальных насекомых на основе генома медоносной пчелы Apis mellifera» . Природа . 443 (7114): 931–49. Бибкод : 2006Natur.443..931T . дои : 10.1038/nature05260 . ПМК 2048586 . ПМИД 17073008 .
- ^ Содергрен, Э.; Вайншток, генеральный директор; Дэвидсон, Э.Х; Кэмерон, РА; Гиббс, РА; Ангерер, RC; Ангерер, Л.М.; Арноне, Мичиган; и др. (2006). «Геном морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Наука . 314 (5801): 941–52. Бибкод : 2006Sci...314..941S . дои : 10.1126/science.1133609 . ПМК 3159423 . ПМИД 17095691 .
- ^ Киркнесс, Юэн Ф.; Хаас, Брайан Дж.; Солнце, Вэйлинь; Брэйг, Хенк Р.; Перотти, М. Алехандра; Кларк, Джон М.; Ли, Си Хёк; Робертсон, Хью М.; и др. (2010). «Последовательности генома человеческой вши и ее первичного эндосимбионта дают представление о постоянном паразитическом образе жизни» . Труды Национальной академии наук . 107 (27): 12168–73. Бибкод : 2010PNAS..10712168K . дои : 10.1073/pnas.1003379107 . ПМК 2901460 . ПМИД 20566863 .
- ^ Веррен, Дж. Х.; Ричардс, С.; Дежарден, Калифорния; Нихуис, О.; Гадау, Дж.; Колбурн, JK ; Бьюкебум, LW ; Десплан, К.; и др. (2010). «Функциональные и эволюционные данные из геномов трех паразитоидных видов Nasonia» . Наука 327 (5963): 343–8. Бибкод : 2010Sci...327..343. . дои : 10.1126/science.1178028 . ПМЦ 2849982 . ПМИД 20075255 .
- ^ Ричардс, Стивен; Гиббс, Ричард А.; Вайншток, Джордж М.; Браун, Сьюзен Дж.; Денелл, Робин; Биман, Ричард В.; Гиббс, Ричард; Биман, Ричард В.; и др. (2008). «Геном модельного жука и вредителя Tribolium castaneum» . Природа . 452 (7190): 949–55. Бибкод : 2008Natur.452..949R . дои : 10.1038/nature06784 . ПМИД 18362917 .
- ^ Смит, Кристофер Д.; Зимин, Алексей; Холт, Карсон; Абухейф, Эхав; Бентон, Ричард; Кэш, Элизабет; Кросет, Винсент; Карри, Кэмерон Р.; и др. (2011). «Проект генома всемирно распространенного и инвазивного аргентинского муравья ( Linepithema humile )» . Труды Национальной академии наук . 108 (14): 5673–8. Бибкод : 2011PNAS..108.5673S . дои : 10.1073/pnas.1008617108 . ПМК 3078359 . ПМИД 21282631 .
- ^ Смит, Крис Р.; Смит, Кристофер Д.; Робертсон, Хью М.; Хельмкампф, Мартин; Зимин, Алексей; Янделл, Марк; Холт, Карсон; Ху, Хао; и др. (2011). «Проект генома красного муравья-жнеца Pogonomyrmex barbatus » . Труды Национальной академии наук . 108 (14): 5667–72. Бибкод : 2011PNAS..108.5667S . дои : 10.1073/pnas.1007901108 . ПМК 3078412 . ПМИД 21282651 .
- ^ Суен, Гаррет; Тейлинг, Клотильда; Ли, Льюин; Холт, Карсон; Абухейф, Эхав; Борнберг-Бауэр, Эрих; Буффар, Паскаль; Кальдера, Эрик Дж.; и др. (2011). Копенхейвер, Грегори (ред.). «Последовательность генома муравья-листореза Atta cephalotes раскрывает понимание его обязательного симбиотического образа жизни» . ПЛОС Генетика . 7 (2): e1002007. doi : 10.1371/journal.pgen.1002007 . ПМК 3037820 . ПМИД 21347285 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- IsoPlotter — бесплатная программа с открытым исходным кодом для расчета и визуализации изохор в заданном геноме.