Mavzu: ekzon va intronlar. Gen klasterlari, promotorlar

Mavzu: EKZON VA INTRONLAR. GEN KLASTERLARI, PROMOTORLAR.

REJA:

1. Ekzon va intronlar.
2. Gen klasterlari.
3. Promotorlar.
Xulosa.
Foydalanilgan adabiyotlar.

KIRISH.
Molekulyar genetika, ekzon, intron va kodonning uchta keng tarqalgan texnik atamalari o'ziga xos texnik ta'riflarga ega, ammo tez-tez shoshilinch yoki qisqa muddatli taqdimotlarda foydalanilmaydi. Esda tutish kerak bo'lgan asosiy narsa, ekzon va intronlar DNKning xususiyatlari, kodonlar esa RNKning xususiyatlari. Boshqa turdagi nukleinlardagi gomologik ketma-ketliklarni boshqa narsa deb atash kerak, aks holda Markaziy Dogmadagi DNK va RNK rollari chalkashib ketish xavfi mavjud ("DNK RNKni oqsilga aylantiradi").
Ta'rifga ko'ra, ekzonlar va intronlar - bu ikki qatorli DNK molekulasining (dsDNA) oqsillarni kodlovchi gen mintaqasidagi oqsillar sifatida ifodalangan ketma-ketliklar yoki bu qadar ifoda etilmagan oraliq sekanslar. Ekzonlar va intronlar odatda dsDNA ning Sense Strand-ning 5'-3 'yozilgan bir qatorli ketma-ketliklari sifatida chapdan o'ngga ko'rsatiladi.
Bir-birini to'ldiruvchi Andoza zanjirining transkripsiyasi DNK Sense Strand-ga 5'-3 'yo'nalishda va tayanch ketma-ketlikda bir xil (bir tekis) yadroli RNK (hnRNA) hosil qiladi va U o'rnini T ga almashtiradi. DNKga qarshi ekzonlar va intronlar ba'zan o'zlarini "ekzonlar" va "intronlar" deb atashadi, ammo bu texnik jihatdan noto'g'ri, shuningdek ularning transkripsiya va tarjimadagi funktsional rolini ekzonlar va intronlar bilan DNKdagi genlar ketma-ketligi bilan aralashtirib yuboradi. DNK ekzonlari va intronlariga teng bo'lgan RNK sekanslarini mos ravishda "ekzon transkriptlari" va "intron transkriptlari" yoki "ekvivalentlari" deb atash mumkin.
HRRNKni mRNKga qayta ishlashga intron transkriptlarni eksizyoni ("ekstraktsiya qilish") va qolgan ekzonlar bog'lanishi kiradi. Oxirgi mRNK hosil bo'lgandan so'ng, tarjima - bu kodonlar deb nomlangan uch asosli ketma-ketliklar qatorini (aminokislotalar kabi) o'qish jarayoni. Kodonlar RNK kodi bo'lgan Genetik kod bo'yicha o'qiladi. MRNA mintaqasi DNK eksoniga teng bo'lganligi sababli, xuddi shu ketma-ketlikni Sense Strandda aniqlash mumkin (U o'rnini T ga almashtiradi). Uch asosli DNK motiflari ba'zilari "kodonlar" deb nomlanadi, ammo bu yana texnik jihatdan noto'g'ri va Genlarning ma'lumot tarkibini Genetika kodidagi RNK funktsiyasi bilan chalkashtiradi. Kodonlarning DNK ekvivalentlarini "uchlik" deb atash mumkin.
Bioinformatikada ba'zida 64 ta uchlik "tarjima jadvali" sifatida taqdim etiladi, bu to'g'ridan-to'g'ri DNK Sense Strand ketma-ketligi bilan oqsillar ketma-ketligini xulosa qilish uchun ishlatilishi mumkin. Bu amaliy, faqat "tarjima" mRNA tarjimasining molekulyar jarayoni bilan bir xil emasligini anglatadigan "kodlangan ma'lumotni olish" degan ma'noni anglatadi.

Metabolik gen klasterlari (MGK) xamirturush va filamentli zamburug'larning biokimyoviy apparatida ba'zi dastlabki qarashlarni ta'minladi. MGKlar ozuqa moddalarini olish va muhim va adaptiv metabolitlarning sintezi / degradatsiyasi uchun turli xil genetik mexanizmlarni kodlaydi. Ushbu diskretlarni bajaradigan fermentlarni kodlashdan tashqari anabolik yoki katabolik jarayonlar, MGKlar genetik konsortsiumlar sifatida ularning turg'unligini ta'minlaydigan bir qator mexanizmlarni kodlashi mumkin; bularga mezbon zamburug'larni o'ziga xos toksik ta'siridan himoya qilishning fermentativ mexanizmlari va yaxlit tartibga soluvchi mexanizmlar kiradi. MGKlarning ushbu modulli, o'ziga xos xususiyati qo'ziqorinlarning metabolik va ekologik moslashuviga yordam beradi. MGK tarqalishining filogenetik va ekologik naqshlari qo'ziqorinlarning hayotiy tsikllari va ovqatlanish rejimlarining xilma-xilligini aks ettiradi. Ko'pgina gen klasterlarining kelib chiqishi sirli bo'lsa-da, MGClar genlarni ko'paytirish, ko'chirish yoki gorizontal ko'chirish orqali genomda tug'iladi deb o'ylashadi va gen klasterlarining o'lishi va parchalanishini tahlil qilish ularni yig'ish uchun tanlab olish mexanizmlari haqida ma'lumot beradi. Genlarning klasterlanishi metabolizm samaradorligi va ixtisoslashuvi orqali fitnesning o'ziga xos afzalliklarini berishi mumkin, ammo buning tajribaviy dalillari hozircha cheklangan. Gen klasterlarini aniqlash va tavsiflash zamburug'lar metabolizmini yoritishda hamda qo'ziqorinlarning fiziologiyasi va ekologiyasini tushunishda kuchli vosita bo'lib qoladi. ADABIYOTLAR SHARXI.
Molekulyar filogenetik usullar gomologik sekanslarning evolyutsion tarixidan xulosa chiqaradi. Molekulyar filogenetikaning texnikasi individual oqsillar ketma-ketligini tahlil qilishda ishlab chiqilgan (Neyman 1971, Kashyap va Subas 1974), ammo zamonaviy sekvensiya ma'lumotlarining ko'pligi tufayli daraxtlarni bir nechta lokuslardan birgalikda tahlil qilish orqali xulosa chiqarish tobora keng tarqalgan (Delsuc 2005) ). Ko'proq ma'lumotlarni hisobga olgan holda, ko'p fokusli tahlillar ko'proq ma'lumotlarga nisbatan noaniqlikni o'rtacha hisoblash yo'li bilan yaxshiroq echilgan va kamroq xolis xulosalar chiqarishi kutilmoqda (Pamilo va Nei 1988). Multilokusli filogenetik tahlil qilish uchun bir qator usullar mavjud (Bininda-Emonds va boshq. 2002; de Keyroz va Geytsi 2007; Liu va boshq. 2009). Ularning aksariyati butun ma'lumotlar to'plamiga eng mos keladigan bitta evolyutsion daraxt haqida xulosa chiqarish bilan davom etadi. Bir nechta lokuslar bo'yicha bunday "o'rtacha" bu lokuslar umumiy evolyutsion tarixga ega bo'lishini taxmin qiladi. Biroq, ma'lumotlar to'plami bir nechta lokuslarni o'z ichiga olganida, alohida lokuslardan olingan daraxtlar nomuvofiq bo'lishi mumkin (Jeffroy va boshq. 2006). Bu erda asosiy savol - mos kelmaslik namuna olish xatosidan kelib chiqadimi yoki bu aniq genomik lokuslar evolyutsiyasidagi haqiqiy farqni ko'rsatadimi. Agar biz bir nechta lokuslardan bitta sarhisob daraxtini quradigan bo'lsak, unda biz avvalgisini taxmin qilamiz: har bir lokus bir xil asosiy daraxtning shovqinli bahosi.
Shu bilan bir qatorda, gorizontal genlarni uzatish (HGT), duragaylash, nasllarni to'liq saralash (ILS) va shunga o'xshash turli jarayonlar tufayli genomning turli mintaqalarida turli xil tarixga ega bo'lishlarini kutishimiz mumkin (Ley, Lapointe va boshq. 2011). rekombinatsiya. Agar biz bunday jarayonlar sodir bo'lgan deb hisoblasak, unda turli xil joylardan olingan daraxtlar bir-biriga mos kelmaydi deb kutishimiz kerak. Binobarin, barcha ma'lumotlar to'plamidan kelib chiqadigan "qisqacha" daraxtlar qisman vakili bo'lishi mumkin yoki eng yomon holatda, har qanday lokus evolyutsiyasining vakili emas. Bu shovqin emas, balki muntazam xato bo'lgani uchun, biz qo'shimcha ma'lumotlarni qo'shish orqali uning kamayishini kutishimiz mumkin emas (Philippe va boshq. 2011). Agar biz genomlarni keltirib chiqargan evolyutsiya jarayonida haqiqiy heterojenlik mavjud deb hisoblasak va nomuvofiqlik bunga dalolat bo'lsa, unda biz ko'p fokusli ma'lumotlarni bir xil tarix bilan bog'liq bo'lgan guruhlarga bo'lish usullarini izlashimiz kerak (Bull va 1993; Huelsenbeck va boshqalar). 1994; Cunningham 1997; Waddell va 2000).

Mos kelmaslik bilan bog'liq ko'plab usullar uning biologik asoslari to'g'risida aniq taxminlarni keltirib chiqaradi. Bunday "mexanistik" yondashuvlar HGT (Hallett va Lagergren 2001; Dessimoz va boshq. 2008; Abbi va boshq. 2010), ILS (Rannala va Yang 2003; Heled va Drummond 2010), rekombinatsiya (Kosakovskiy Pond va boshq.) Ni ishlab chiqish uchun ishlab chiqilgan. 2006), genlarning takrorlanishi (GD) (Chen va boshq. 2000; Boussau va boshq. 2013) va kombinatsiyalangan ILS / GD modellari (Bansal va boshq. 2010; Doyon va boshq. 2010; Szollsi va Daubin 2012). ). Shu bilan birga, mexanik yondashuvlar hisoblashda taqiqlashi mumkin va boshqa nomuvofiqlik manbalariga nisbatan mustahkam bo'lmasligi mumkin. Biz diqqatimizni "jarayon-agnostik" deb ta'riflaydigan alternativ usullar sinfiga qaratamiz. Ushbu ma'lumotlar biologik asosga oid taxminlarga tayanmasdan, ma'lumotlar to'plamidagi har qanday muhim nomuvofiqlikning mavjudligini va hajmini aniqlashga qaratilgan. Amaldagi jarayon-agnostik yondashuvlar mos kelmaslikning statistik sinovlari (Planet 2006; Leigh, Lapointe va boshq. 2011) va ma'lumotlar to'plamlarini birlashtiruvchi va o'ziga o'xshash guruhlarga bo'linishga asoslangan klasterlash yondashuvlari (Nye 2008; Ley, Shliep va boshqalar) shaklida amalga oshiriladi. al. 2011).
Nye's Tree of Trees (2008) genlar orasidagi filogenetik o'xshashliklarni boshqa daraxt sifatida umumlashtiradi, meta daraxt deb nomlanadi, bu erda uchi ko'p fokusli ma'lumotlardan olingan daraxtga to'g'ri keladi va ichki tugun uning daraxt daraxtlarining konsensusini anglatadi. Meta-daraxtga daraxtlararo Robinson-Fulds (1981) masofasidan qo'shni qo'shilishga o'xshash algoritm (Saitou va Nei 1987) yordamida xulosa qilinadi.