Перемежающийся повтор

Вкрапления повторяющейся ДНК встречаются во всех геномах эукариот . Они отличаются от тандемных повторов ДНК тем, что повторяющиеся последовательности не идут сразу друг за другом, а рассредоточены по всему геному и несмежны. Повторяющаяся последовательность может варьироваться в зависимости от типа организма и многих других факторов. Определенные классы вкраплений повторяющихся последовательностей распространяются посредством транспозиции , опосредованной РНК ; их назвали ретротранспозонами , и они составляют 25–40% геномов большинства млекопитающих. Некоторые типы вкраплений повторяющихся элементов ДНК позволяют новым генам развиваться, отделяя аналогичные последовательности ДНК от конверсии генов во время мейоза . ^[1]

Внутрихромосомная и межхромосомная конверсия генов

Преобразование генов действует на гомологию последовательностей ДНК в качестве субстрата. Не требуется, чтобы гомологии последовательностей находились в аллельных положениях на соответствующих хромосомах или даже чтобы гомологии находились на разных хромосомах. События генной конверсии могут происходить между разными членами семейства генов, расположенными в одной хромосоме. ^[2] Когда это происходит, это называется внутрихромосомной конверсией генов, в отличие от межхромосомной конверсии генов. Эффект гомогенизации последовательностей ДНК тот же.

Роль вкраплений повторяющейся ДНК

Повторяющиеся последовательности играют роль разъединения сети генных преобразований, тем самым позволяя развиваться новым генам. Более короткая повторяющаяся ДНК Alu или SINE специализирована для разъединения внутрихромосомной конверсии генов, тогда как более длинная повторяющаяся ДНК LINE специализирована для разъединения межхромосомной конверсии генов. В обоих случаях вкрапляющиеся повторы блокируют конверсию генов, встраивая негомологические области в схожие в остальном последовательности ДНК. Таким образом, гомогенизирующие силы, связывающие последовательности ДНК, разрушаются, и последовательности ДНК могут развиваться независимо. Это приводит к созданию новых генов и новых видов в ходе эволюции . ^[3] Разрывая связи, которые в противном случае перезаписали бы новые вариации последовательностей ДНК, вкрапляющиеся повторы катализируют эволюцию, позволяя развиваться новым генам и новым видам.

Перемежающиеся элементы ДНК катализируют эволюцию новых генов

Последовательности ДНК соединяются вместе в генофонде посредством событий генной конверсии. Вставка вкрапленного элемента ДНК разрывает эту связь, обеспечивая независимую эволюцию нового гена. Вкрапленный повтор представляет собой изолирующий механизм, позволяющий новым генам развиваться без вмешательства со стороны гена-предшественника. Поскольку вставка вкрапленного повтора является скачкообразным событием, эволюция нового гена также будет скачкообразной. Поскольку видообразование в конечном итоге зависит от создания новых генов, это естественным образом приводит к прерывистому равновесию . Таким образом, перемежающиеся повторы ответственны за прерывистую эволюцию и быстрые способы эволюции .

См. также

Ссылки

^ Скименти Дж. К., Дункан CH (февраль 1984 г.). «Структуры генов глобина жвачных животных предполагают эволюционную роль повторов Alu-типа» . Нуклеиновые кислоты Рез . 12 (3): 1641–55. дои : 10.1093/нар/12.3.1641 . ПМК 318605 . ПМИД 6322113 .
^ Хесс Дж. Ф., Фокс М., Шмид С., Шен С. К. (октябрь 1983 г.). «Молекулярная эволюция области гена, подобного альфа-глобину взрослого человека: вставка и удаление повторов семейства Alu и последовательностей ДНК, отличных от Alu» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 80 (19): 5970–4. Бибкод : 1983PNAS...80.5970H . дои : 10.1073/pnas.80.19.5970 . ПМК 390199 . ПМИД 6310609 .
^ Бруннер А.М., Скименти Дж.К., Дункан CH (сентябрь 1986 г.). «Двойные эволюционные режимы в локусе бычьего глобина». Биохимия . 25 (18): 5028–35. дои : 10.1021/bi00366a009 . ПМИД 3768329 .

Перемежающиеся + повторяющиеся + последовательности Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)

[1] Скименти Дж. К., Дункан CH (февраль 1984 г.). «Структуры генов глобина жвачных животных предполагают эволюционную роль повторов Alu-типа» . Нуклеиновые кислоты Рез . 12 (3): 1641–55. дои : 10.1093/нар/12.3.1641 . ПМК 318605 . ПМИД 6322113 .

[2] Хесс Дж. Ф., Фокс М., Шмид С., Шен С. К. (октябрь 1983 г.). «Молекулярная эволюция области гена, подобного альфа-глобину взрослого человека: вставка и удаление повторов семейства Alu и последовательностей ДНК, отличных от Alu» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 80 (19): 5970–4. Бибкод : 1983PNAS...80.5970H . дои : 10.1073/pnas.80.19.5970 . ПМК 390199 . ПМИД 6310609 .

[3] Бруннер А.М., Скименти Дж.К., Дункан CH (сентябрь 1986 г.). «Двойные эволюционные режимы в локусе бычьего глобина». Биохимия . 25 (18): 5028–35. дои : 10.1021/bi00366a009 . ПМИД 3768329 .

[1]

[2]

[3]