Войти
Палиндром структуры ДНК A: палиндром, B: петля, C: стержень Палиндромная последовательность является нуклеиновой кислоты последовательностью в двухцепочечной ДНК или РНК молекулы в результате чего чтение в определенном направлении (например, от 5' к 3' ) на одной цепи идентична последовательности в том же направлении (например, от 5' к 3') на дополнительной нити. Таким образом, это определение палиндрома зависит от того, являются ли дополнительные нити палиндромными друг другу.
Значение палиндрома в контексте генетики немного отличается от определения, используемого для слов и предложений. Поскольку двойная спираль образована двумя парными антипараллельными цепями нуклеотидов, которые идут в противоположных направлениях, и нуклеотиды всегда спариваются одинаково ( аденин (A) с тимином (T) в ДНК или урацил (U) в РНК; цитозин ( C) с гуанином (G)) (одноцепочечная) нуклеотидная последовательность называется палиндромом, если она равна его обратному комплементу. Например, последовательность ДНК ACCTAGGT является палиндромной, потому что ее нуклеотидным комплементом является TGGATCCA, и изменение порядка нуклеотидов в комплементе дает исходную последовательность.
Палиндромная нуклеотидная последовательность способна образовывать шпильку. Стеблевая часть шпильки представляет собой псевдодвухцепочечную часть, поскольку вся шпилька является частью одной и той же (одиночной) цепи нуклеиновой кислоты. Палиндромные мотивы встречаются в большинстве геномов или наборов генетических инструкций. Они были специально исследованы в бактериальных хромосомах и в так называемых бактериальных вкрапленных мозаичных элементах ( BIME), разбросанных по ним. В 2008 году в рамках проекта по секвенированию генома было обнаружено, что большие части человеческих X- и Y-хромосом расположены в виде палиндромов. Палиндромная структура позволяет Y-хромосоме восстанавливать себя, наклоняясь посередине, если одна сторона повреждена.
Палиндромы также часто встречаются в пептидных последовательностях, составляющих белки, но их роль в функции белков четко не известна. Было высказано предположение, что существование палиндромов в пептидах может быть связано с преобладанием областей низкой сложности в белках, поскольку палиндромы часто связаны с последовательностями низкой сложности. Их распространенность также может быть связана со склонностью таких последовательностей к образованию альфа-спиралей или комплексов белок / белок.
Палиндромные последовательности играют важную роль в молекулярной биологии. Поскольку последовательность ДНК двухцепочечная, пары оснований считываются (а не только основания на одной цепи) для определения палиндрома. Многие эндонуклеазы рестрикции (рестрикционные ферменты) распознают специфические палиндромные последовательности и разрезают их. Рестрикционный фермент EcoR1 распознает следующую палиндромную последовательность:
5'- G A A T T C -3' 3'- C T T A A G -5'
Верхняя нить читается как 5'-GAATTC-3 ', а нижняя нить читается как 3'-CTTAAG-5'. Если цепь ДНК перевернута, последовательности точно такие же (5'GAATTC-3 'и 3'-CTTAAG-5'). Вот еще несколько рестрикционных ферментов и палиндромных последовательностей, которые они распознают:
| Фермент | Источник | Последовательность распознавания | Резать |
|---|---|---|---|
| EcoR1 | кишечная палочка | 5'GAATTC 3'CTTAAG | 5'---G AATTC---3' 3'---CTTAA G---5' |
| BamH1 | Bacillus amyloliquefaciens | 5'GGATCC 3'CCTAGG | 5'---G GATCC---3' 3'---CCTAG G---5' |
| Taq1 | Термус водный | 5'TCGA 3'AGCT | 5'---T CGA---3' 3'---AGC T---5' |
| Alu1 * | Arthrobacter luteus | 5'AGCT 3'TCGA | 5'---AG CT---3' 3'---TC GA---5' |
| * = тупые концы | |||
Палиндромные последовательности также могут иметь сайты метилирования. Это сайты, где метильная группа может быть присоединена к палиндромной последовательности. Метилирование делает устойчивый ген неактивным; это называется инсерционной инактивацией или инсерционным мутагенезом. Например, в PBR322 метилирование гена устойчивости к тетрациклину делает плазмиду склонной к тетрациклину; после метилирования гена устойчивости к тетрациклину, если плазмида подвергается воздействию антибиотика тетрациклина, она не выживает.
Разнообразие генов рецепторов Т-клеток (TCR) генерируется вставками нуклеотидов при рекомбинации V (D) J из их кодированных зародышевой линией V, D и J сегментов. Вставки нуклеотидов в соединениях VD и DJ являются случайными, но некоторые небольшие подмножества этих вставок являются исключительными, поскольку от одной до трех пар оснований обратно повторяют последовательность ДНК зародышевой линии. Эти короткие комплементарные палиндромные последовательности называются P нуклеотидов.
