Участник:SusBaka/Черновик
Консенсусная последовательность
правитьКонсенсусная последовательность (consensus sequence)- искусственная последовательность, содержащая в каждой позиции нуклеотид, встречаемый наиболее часто у анализируемых последовательностей. В консенсусной последовательности можно отображать разнообразие нуклеотидов в конкретной позиции (гетерогенность позиции). Она представляет собой результаты множественных выравниваний последовательностей, в которых родственные последовательности сравниваются друг с другом и вычисляются сходные мотивы последовательностей . Такая информация важна при рассмотрении зависимых от последовательности ферментов, таких как РНК-полимераза[1].
Биологическое значение
правитьСайт связывания с белком, представленный консенсусной последовательностью, может быть короткой последовательностью нуклеотидов, которая несколько раз встречается в геноме и, как полагают, играет одинаковую роль в разных местах. Например, многие факторы транскрипции распознают определенные закономерности в промоторах этих генов , которые они регулируют. Таким же образом, рестрикционные ферменты обычно имеют палиндромные консенсусные последовательности, как правило соответствующие участку, где они разрезают ДНК. Транспозоны действуют примерно таким же образом при идентификации последовательностей-мишеней для транспозиции. И, наконец, сайты сплайсинга (последовательность непосредственно вокруг экзона - интрон границ) также можно рассматривать как консенсусные последовательности. Таким образом, консенсусная последовательность является моделью предполагаемого сайта связывания ДНК : она получается путем сопоставления всех известных примеров определенного сайта узнавания и определяется как идеализированная последовательность, которая представляет преобладающее основание в каждом положении. Все реальные примеры не должны отличаться от консенсуса более чем несколькими заменами, но такой подсчет может привести к несоответствиям. Любая мутация, позволяющая мутированному нуклеотиду в основной последовательности промотора больше походить на консенсусную последовательность, известна как восходящая мутация . Этот вид мутации обычно делает промотор более сильным, и, таким образом, РНК-полимераза образует более прочную связь с ДНК, которую она хочет транскрибировать, и транскрипция активируется. Напротив, мутации, разрушающие консервативные нуклеотиды в консенсусной последовательности, известны как мутации вниз . Эти типы мутаций подавляют транскрипцию, поскольку РНК-полимераза больше не может так прочно связываться с основной последовательностью промотора. Консенсусная последовательность[2].
Цис-регуляторные элементы ДНК и РНК
правитьЦис-действующие регуляторные элементы (cis-regulatory elements): участки ДНК или РНК , которые связываются с регуляторными молекулами, как правило, белками и содержат сигналы регуляции функционирования генов , расположенных на той же молекуле ДНК, что и регуляторный элемент. Цис-регуляторные элементы состоят из ряда коротких последовательностей ДНК - модулей , повторяющихся в разных сочетаниях в разных регуляторных элементах. К таким модулям относятся, например, TATA-бокс ( консенсусная последовательность ТAТA(A/Т)A(A/Т)), CAAT-бокс (консенсус GGCCAATCT), GC-бокс (консенсус GGGCGG), октамерный бокс (консенсус ATTTGCAT) и другие [ Свердлов Е.Д. 2009 ].
ДНК участок: CAAT-бокс (последовательность промотора)
правитьCAAT-бокс: консенсусная последовательность GGCCAATCT - короткая последовательность ДНК , модуль , повторяющийся в регуляторных элементах .
Последовательность CCAAT (CAAT) встречается в промоторной зоне разных тканеспецифических генов: в положении -80-50 разных генов глобинов, в гене тиреоглобулина и других генах. CAAT - блок расположен в той же области, что и GC-блок .
Роль мотива CCAAT может быть достаточно важной в регуляции активности глобиновых генов, активируемых или репрессируемых на определенных стадиях развития. Репрессия синтеза ню-глобина плода у взрослого организма снимается в случае мутационного замещения одного нуклеотида в последовательности CCAAT. Мутация приводит к так называемой наследственной персистенции (сохранению синтеза ню-глобина плода у взрослых).
В промоторах глобиновых генов GC-мотив отсутствует[3].
TATA-бокс (бокс Хогнесса, TATA-box)
правитьTATA-бокс (бокс Хогнесса, TATA-box): у эукариот консенсусная последовательность ДНК , богатая A-Т парами (ТAТA(A/Т)A(A/Т)), содержащая обычно 7 или 8 нуклеотидов , и расположенная приблизительно за 25 пар оснований перед сайтом начала транскрипции. Модуль, повторяющийся в регуляторных элементах; служит в качестве сайта связывания для РНК полимеразы.
Положение TATA-бокса строго определяет сайт инициации транскрипции , т.е. 5'-конец транскрипта . При повреждении или удалении TATA-бокса образуется набор молекул РНК с разными 5'-концами. Отдельные нуклеотидные замены в TATA-бокса могут приводить к резкому снижению эффективности транскрипции.
Промоторная зона некоторых генов (например, гена гидроксиметилглутарил KoA-редуктазы - ключевого фермента биосинтеза холестерола у человека) не содержит TATA-бокса, и транскрипция начинается с нескольких разных сайтов. Образующиеся РНК различаются по 5'-концам в районе нетранслируемой лидерной последовательности. Возможно, различные лидерные зоны определяют характер регуляции экспрессии генов на уровне трансляции . [4]
- ↑ Conceptual Approach to Electrolyte Disorders / H.-J. Kim. — S. Karger AG, 2002-10-16. — ISBN 978-3-8055-7488-4, 978-3-318-00906-4.
- ↑ Victor Kusnetsov, Martin Landsberger, Jörg Meurer, Ralf Oelmüller. The Assembly of the CAAT-box Binding Complex at a Photosynthesis Gene Promoter Is Regulated by Light, Cytokinin, and the Stage of the Plastids (англ.) // Journal of Biological Chemistry. — 1999-12. — Vol. 274, iss. 50. — P. 36009–36014. — doi:10.1074/jbc.274.50.36009.
- ↑ Thomas Lathrop Stedman. Stedman's medical dictionary.. — 28th ed. — Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2006. — 1 volume (various pagings) с. — ISBN 0-7817-3390-1, 978-0-7817-3390-8, 978-0-7817-6450-6, 0-7817-6450-5.
- ↑ [Xu M, Gonzalez-Hurtado E, Martinez E (April 2016). "Core promoter-specific gene regulation: TATA box selectivity and Initiator-dependent bi-directionality of serum response factor-activated transcription". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Regulatory Mechanisms. 1859 (4): 553-63. doi:10.1016/j.bbagrm.2016.01.005. PMC 4818687. PMID 26824723. ].