Secvențe conservatoare

Secvențele conservate sunt secvențe similare sau identice care se găsesc în polimerii biologici :  acizi nucleici , structuri primare și spațiale ale proteinelor , polizaharide atât în ​​interiorul unor indivizi de specii diferite ( secvențe ortologe ), cât și în cadrul unui individ ( secvențe paraloge ). Secvențele ortologe sunt dovezi că anumite secvențe pot fi menținute prin evoluție în ciuda procesului de speciație . Din moment ce informaţia secvenţeiaminoacizii din proteine ​​sunt transmise în mod normal de la părinți la descendenți, apoi prezența secvențelor conservatoare în proteine ​​indică prezența unei gene conservatoare . Se crede pe scară largă că o mutație într-o secvență conservatoare are ca rezultat fie un organism neviabil, fie un fenotip care este eliminat prin selecție naturală .

Secvențe conservatoare de acid nucleic

Se crede că secvențele de ADN foarte conservate poartă o încărcătură funcțională. Cu toate acestea, rolul multora dintre aceste secvențe de ADN necodante extrem de conservate nu este complet clar. În 2004, Bejerano și colegii au descris elemente sau secvențe ultra-conservate (UCE sau UCR) care  sunt 100% identice la oameni, șobolani și șoareci [1] . Un studiu recent a arătat că ștergerea a patru secvențe de ADN necodante extrem de conservate a dus, totuși, la șoareci viabili, fără anomalii fenotipice; cercetătorii și-au numit rezultatele „neașteptate” [2] . Secvențele foarte conservate, ca multe alte întinderi de ADN, sunt alcătuite din secvențe repetitive . O posibilă explicație pentru fenomenul descris mai sus este că pierderea unuia sau mai multor elemente dintr-un set de secvențe repetate poate păstra, teoretic, fenotipul normal, cu condiția ca o secvență din mulțime să fie suficientă și secvențele repetate rămase să fie redundante, deși în acest sens. în cazul în care nu au existat indicații precise, dacă secvența pierdută este repetitivă. În ciuda faptului că funcția biologică a majorității secvențelor conservate nu a fost încă stabilită, se știe că unele dintre ele formează transcrieri , iar celulele canceroase sunt caracterizate prin anomalii în exprimarea lor [3] .

Un exemplu de secvență care este foarte conservată pentru eucariote este cutia TATA , care face parte din promotor .

Secvențe și structuri de proteine ​​conservate

Proteinele foarte conservate sunt adesea necesare pentru procese fundamentale, cum ar fi viața și diviziunea celulară . Conservarea unei secvențe de proteine ​​poate fi determinată de prezența acelorași aminoacizi în părți similare ale proteinelor. Conservatorismul structurii proteinei este determinat de prezența aminoacizilor echivalenti funcțional, dar nu neapărat identici, în părți similare ale proteinelor.

Structurile a două proteine ​​umane deget de zinc ( numerele GenBank AAB24882 și AAB24881 ) sunt aliniate mai jos . Aminoacizii conservatori sunt marcați . După cum se poate observa din aliniere, aceste două proteine ​​conțin un număr de aminoacizi conservați.

Secvențe conservatoare de polizaharide

Secvența de monozaharide a heparinei glicozaminoglicanului este conservată într-un număr mare de specii.

Semnificația biologică a conservării secvenței

Secvențe similare denotă păstrarea structurii și funcției, precum și relația evolutivă dintre aceste secvențe. Prin urmare, analiza comparativă a secvențelor este principala metodă de identificare a anumitor elemente funcționale.

Cele mai conservate secvențe sunt caracteristice situsurilor active ale enzimelor și situsurilor de legare ale receptorilor proteici.

Secvențele conservatoare necodificatoare conțin adesea elemente de reglare cis care își mențin evoluția. Unele deleții ale secvențelor extrem de conservate la oameni ( hCONDELs ) și alte organisme sunt considerate a fi principalul motiv pentru diferențele anatomice și comportamentale dintre oameni și alte mamifere [4] [5] .

Note

  1. ↑ Bejerano, G; Pheasant, M., Makunin, I., Stephen, S., Kent, WJ, Mattick, JS, Haussler, D. Elemente ultraconservate în genomul uman. (engleză)  // Știință. - 2004. - 28 mai ( vol. 304 , nr. 5675 ). - P. 1321-1325 . - doi : 10.1126/science.1098119 . — PMID 15131266 .
  2. ↑ Ahituv N., Zhu Y., Visel A., et al. Ștergerea elementelor ultraconservate dă șoareci viabili  // PLoS Biol  .  : jurnal. - 2007. - Vol. 5 , nr. 9 . —P.e234 . _ - doi : 10.1371/journal.pbio.0050234 . — PMID 17803355 .
  3. ↑ Călin, G.A.; Liu, CG, Ferracin, M., Hyslop, T., Spizzo, R., Sevignani, C., Fabbri, M., Cimmino, A., Lee, EJ, Wojcik, SE, Shimizu, M., Tili, E ., Rossi, S., Taccioli, C., Pichiorri, F., Liu, X., Zupo, S., Herlea, V., Gramantieri, L., Lanza, G., Alder, H., Rassenti, L. ., Volinia, S., Schmittgen, TD, Kipps, TJ, Negrini, M., Croce, CM Regiunile ultraconservate care codifică ARNnc sunt modificate în leucemiile și carcinoamele umane. (Engleză)  // Cancer Cell : jurnal. - 2007. - Septembrie ( vol. 12 , nr. 3 ). - P. 215-229 . - doi : 10.1016/j.ccr.2007.07.027 . — PMID 17785203 .
  4. ↑ McLean, Cory Y.; et al. Pierderea specifică omului a ADN-ului de reglementare și evoluția trăsăturilor specifice omului  (engleză)  // Nature : journal. - 2011. - 10 martie ( vol. 471 , nr. 7337 ). - P. 216-219 . - doi : 10.1038/nature09774 . — PMID 21390129 .
  5. ↑ Gross, Lisa. Sunt elementele genetice „ultraconservate” cu adevărat indispensabile?  (engleză)  // PLOS Biology  : jurnal. - 2007. - Septembrie ( vol. 5 , nr. 9 ). — P.e253 . - doi : 10.1371/journal.pbio.0050253 . — PMID 20076686 .

Literatură