Повторяющиеся нуклеотидные последовательности ДНК

Рис. 6.11. Образование случайно ориентированных тандемных повторов. А. Клонированные гены вырезают из клонирующего вектора с помощью рестрицирующей эндонуклеазы Abel и отделяют от векторной ДНК. . Создают условия, при которых происходит сшивание вырезанных генов. Поскольку нуклеотидные последовательности обоих выступающих концов генов одинаковы, последние могут соединяться в любой ориентации. В результате образуются тандемные повторы из случайно ориентированных последовательностей.

Если обратиться непосредственно к анализу первичной структуры генов, то оказывается, что ч них встречаются так называемые несовершенные повторы нуклеотидных последовательностей. Несовершенные повторы — это сходные нуклеотидные последовательности в гене, встречающиеся достоверно чаще, чем можно ожидать на основе предположения о случайном совпадении. Повторы могут быть прямыми, инвертированными и комплементарными палиндромами (рис. 19.9). в. А. Ратнер с сотрудниками разработал программу для компьютерного поиска таких повторов и обнаружил их в ряде генов про- и эукариот. В качестве примера на рис. 19.10 [c.491]

В понятие первичной структуры нуклеиновых кислот наряду с нуклеотидным составом входит нуклеотидная последовательность, т. е. порядок чередования нуклеотидных звеньев. Общий подход к установлению последовательности нуклеотидных звеньев заключается в использовании блочного метода сначала полинуклеотидную цепь направленно расщепляют на более мелкие блоки (олигомеры) и в них определяют нуклеотидную последовательность. Такой анализ повторяют, используя другие расщепляющие агенты, делящие цепь на фрагменты в иных местах по сравнению с предыдущими приемами. В целом полинуклеотидную цепь расщепляют каждый раз на довольно короткие фрагменты. [c.444]

Рис. П.14. Обратная транскрипция и интеграция ДНК-копии ретровирусного генома в хромосому. А. Структура ретровирусного одноцепочечного РНК-генома. Как и в случае клеточных мРНК, на 5 -конце вирусной РНК находится кэп , З -конец полиаденили-рован. Повторы нуклеотидной последовательности, расположенные на концах генома, отмечены символом К. Две уникальные нуклеотидные последовательности, расположенные у 5 - и З -конца РНК (115 и иЗ соответственно), при образовании двухцепочечной ДНК-копии, которое направляется обратной транскриптазой, объединяются

Слово палиндром используется в биохимической генетике для обозначения участков эукариотической ДНК, в которых обнаруживаются обращенные повторы нуклеотидных последовательностей с осевой симметрией второго порядка, напоминающие короткие последовательности, узнаваемые рестриктирующи-ми эндонуклеазами. Пример такого участка приведен на рис. 27-28. [c.883]

Итак, мы еще не доказали, что зависимость таких различных оперонов от белка БАК неизбежно отражает общий способ регуляции на уровне индивидуальных взаимодействий типа белок-белок или белок—ДНК. Однако такой тип регуляции достигает одной и той же цели выключения альтернативных метаболических путей, если они становятся необязательными при снабжении клетки нужными количествами глюкозы. Снова это свидетельствует о том, что координированный контроль положительного или отрицательного типов может распространяться на ряд локусов, локализованных в разных участках, благодаря наличию повторов нуклеотидных последовательностей в сайтах, связывающих регуляторный белок. [c.201]

На концах /5-элементы несут несовершенные, т.е. неидентичные инвертированные повторы нуклеотидной последовательности размером от нескольких пар до нескольких десятков пар нуклеотидов. [c.338]

Анализ нуклеотидной последовательности ДНК выявил два участка из 17 пар оснований, идентичных, за исключением одной нуклеотидной замены, и одинаково ориентированных по отношению к направлению транскрипции. Последовательность nut включает инвертированный повтор из 5 пар оснований, две копии которого разделены несимметричной областью следующим образом [c.171]

Э нхансеры могут содержать разные нуклеотидные последовательности, составленные из нескольких нуклеотидных мотивов , каждый нз которых обладает указанными особыми свойствами. Такие мотивы (модули) могут быть повторены в одном сайте или чередоваться друг с другом. В составе определенного семейства энхаисе-ров (например, в наиболее изученных энхансерах геномов вирусов) можно выделить отдельные общие мотивы , нуклеотидные за.мены в которых приводят к резкому снижению их биологической активности. Например, резко падает активность энхансера с последовательностью ТОО АААС в результате замены гуанилового нуклеотида, отмеченного звездочкой. [c.204]

Геном млекопитающих содержит несколько разных семейств коротких повторов. Короткие повторы у птиц и амфибий изучены значительно хуже. Число копий коротких повторов, например наиболее изученных повторов Alu-семейства у человека, составляет 3-10 , что соответствует 5—6% массы ДНК клетки. Такие повторы рассеяны по геному и получили название вездесущих. Повторы Alu могут находиться в интронах, на 5 -флангах генов и, наконец, в составе З -нетранслируемого участка мРНК- Нуклеотидная последовательность Alu-повтора гомологична последовательности отдельных участков 7S РНК. Структура 7S РНК достаточно консервативна у позвоночных, а гомологии в нуклеотидной последовательности прослеживаются и с 7S РНК насекомых, Поэтому семейства коротких повторов, присутствующие у разных видов, предшественником которых служила 7S РНК, также могут обладать достаточной гомологией. В то же время семейства коротких повторов, как и длинных, характеризуются видоспецифичностью, обусловленной амплификацией той или иной копии клеточных РНК, которые к тому же могли быть по-разному модифицированы в результате процессинга. Локализация ретропозонов, внедрившихся в отдельные сайты генома у предков млекопитающих, может, по крайней мере, частично сохраняться в процессе дальнейшей эволюции. Например, места локализации Alu-подобного семейства в межгенных про.межутках кластера глобиновых генов оказались достаточно сходными у мышей и приматов. [c.226]

Р еном фага Ми — линейная двухнитевая молекула ДНК, содержащая свыше 30 т. п. н.— имеет важную особенность как левый (Ц, так и правый (Н) концы молекулы содержат клеточные, а не Вирус-специфические нуклеотидные последовательности. В определенном смысле можно сказать, что геном фага Ми всегда находится в форме профага, поскольку он заключен между последовательностями клеточных ДНК. У индивидуальных молекул вирусной ДНК Ь-концы разные и Н-концы разные, даже если популяция геномов образовалась в одной клетке. На границе Ь- и Н-концов С вирус-спецнфической ДНК обнаруживается прямой повтор клеточной ДНК длиной в 5 п. н. в разных молекулах вирусном ДНК [c.285]

Другой вариант образования субгеномных мРНК реализуется у коронавирусов. В зараженной клетке поми.мо геномной РНК синтезируется шесть классов субгеномных мРНК. Нуклеотидные последовательности всех этих (+)РНК идентичны не только на З -конце, но и на 5 -конце. Объясняется это следующим образом (рис. 168). Как и в других системах, сначала с геномной РНК считывается (—)нить. Синтез всех (+)це-пей начинается на З -конце (—)матрицы . Однако связь между синтезируемой (- -) нитью и матричной (—)ни-тью весьма слаба. После образования 5 -концевого лидерного сегмента (-Ь)нити длиной около 70 нуклеотидов этот лидер имеет высокий шанс отделиться от матрицы. В дальнейшем он опять взаимодействует с той же или другой молекулой (—)РНК- Однако, поскольку в матрице имеются характерные прямые повторы, З -конец лидерного сегмента может присоединиться либо к тому месту, от- [c.322]

Нуклеотидные последовательности функциональных районов определяют особенности опознания и функционирования генетических сигналов. Наряду с такими легко конструируемыми и явно значимыми характеристиками как консенсусные последовательности, существенными для функционирования часто являются энергетические и геометрические параметры двойной спирали ДНК, наличие различных прямых повторов и элементов вторичной структуры, характер нуклеотидного или динуклеотидного состава. Для задания и поиска таких характеристи мы использовали развитое программное обеспечение разработанного нами пакета анализа генетических текстов "Контекст" [1,2]. Данные, полученные из анализа последовательностей, оцифровывались специальной программой [c.22]

Таким образом, наиболее важной характеристикой промоторов прокариот является соответствие их нуклеотидной последовательности консенсусу промоторов. Однако, как видно из проведенного анализа, сила промотора может существенно модулироваться такмли факторами, как ос - богатость района после точки инициации транскрипции (вклад этого параметра достаточно высок, как видио из таблицы 2). Кроме того, сила Гфомотора зависит от наличия прямых повторов и палиндромов [c.36]

Действительно, для любых s повторов, случайно выбранных из всех ы повторов, получеюшх в результате моделирования, можно определить среднюю степень дивергенции и другие динамические характеристики, если восстановлены нуклеотидные последовательности этих S повторов в соответствии с их филоге- [c.69]

Бактериальный Г. содержит в осн. неповторяющиеся гены лишь немногие гены, напр, кодирующие рибосо-мальные РНК, присутствуют в бактериальном Г. в виде неск. копий. В Г. высших организмов по степени повторяемости выделяют три осн. типа нуклеотидных последовательностей высокоповторяющиеся (до 10 копий), умеренно повторяющиеся (10 -10 копий) и уникальные. Последние м.б. представлены одной или неск. копиями. В эту фракцию входит подавляющее число генов, кодирующих белки. Повторяющиеся последовательности обычно составляют в зависимости от вида организма 10-70% всего Г. Их, как правило, меньше у низкоорганизованных организмов и больше у высших. Выяснены ф-ции лишь очень малой части всех повторов. Особую фракцию Г. составляют мигрирующие генетические элементы. [c.519]

В геномах низших эукариот обнаружены М.г.э. разных типов, среди к-рых лучше всего изучена т. наз. последовательность Ту1 дрожжей. Этот элемент представлен в геноме 4-35 кого1ями, локализация к-рых отличается у разных штаммов. Ту1 содержит 5,6 тыс. пар нуклеотидов и ограничен прямыми повторами, содержащими ок. 300 пар нуклеотидов (т. наз. 8-последовательностн). Копии Ту1 не полностью идентичны друг другу и составляют таким образом гетерог. семейство. В том случае, если две копии Ту1 заключают между собой клеточшле гены, они перемещают нх по геному, т.е. образуют истинные транспозоны. Включение Ту1-подобных элементов в регуляторные зоны генов может вызывать не только инактивацию локусов, но и изменения механизма их регуляции, что, по-видимому, связано с присутствием в нуклеотидной последовательности Ту1 специфич. участков узнавания регуляторных белков. [c.80]

Наиб, изучена мол. организация т.наз. мобильных дис-пергир. генов (МДГ) дрозофилы, построенных также по типу транспозонов. Известно неск. семейств МДГ. Все они имеют много общих св-в это множественные видоспецифичные активно транскрибируемые гены, локализация к-рых на хромосомах варьирует не только у разных линий дрозофилы, но даже у разных особей одной линии. Все они содержат 5-7 тью. пар нуклеотидов и повторяются в геноме от 10 до 200 раз. Отличит, особенность МДГ-присутствие на их концах повторяющихся нуклеотидных последовательностей (250-500 пар), имеющих прямую ориентацию. Считается, что МДГ способны перемещаться в результате синтеза РНК-копии и последующей ее обратной транскрип- [c.80]

Число копий длинных повторов составляет у млекопитающих 3-10 т. е. около 10 % массы ДНК- В длинных повторах обна-"руживается одна или несколько достаточно протяженных открытых рамок трансляции, где выявляется заметная гомология с нуклеотидными последовательностями, кодирующими ревертазу у ретровирусов. Гомология нуклеотидных последовательностей открытых рамок трансляции прослеживается у разных видов, однако за пределами открытой рамки трансляции гомология теряется. Полагают, что родоначальницей длинных повторов млекопитающих послужила фракция полиаденилированных РНК, кодирующих белки, обладающие ревертазной активностью. Соответствующие полиаденилированные транскрипты размером 6000 нуклеотидов обнаруживаются в недифференцированных эмбриональных клетках млекопитающих. Не исключено, что в результате трансляции таких транскриптов образуется клеточная ревертаза. [c.225]

Третье различие между системами репликации ДНК фагов Т4 и Т7 касается способа превращения конкатемера в зрелый мономерный геном. В первом случае длина сегмента ДНК, отрезаемого от конкатемера, задается не специфической нуклеотидной последовательностью (как у Т7), а вместимостью фаговой головки кон-катемерная молекула ДНК начинает упаковываться в головку, а когда головка заполнится, активируется эндонз клеаза, которая отщепляет оставшийся снаружи участок молекулы. Поскольку в головку помещается сегмент ДНК, превышающий по своим размерам уникальную последовательность вирусного генома, повторение актов упаковки и нарезания генерирует молекулы с кольцевыми перестановками и прямыми концевыми повторами (рис. 147). Отметим, что в фаговом геноме закодирован фермент, способствующий превращению разветвленных молекул ДНК в линейные. [c.280]

В настоящее время наиболее вероятной представляется такая последовательность событий, ведущих к включению вирус-специфической ДНК ретровирусов в клеточную хромосому (рис. 161). После образования кольцевой молекулы в месте стыка двух LTR возникает короткий несовершенный инвертированный повтор. Этот повтор выполняет функцию att, т. е. специфического участка интеграции. Участок att узнается вирус-специфическим с рментом, обладающим эндонуклеазной активностью — одним из продуктов гена poU который попадает в клетку из заражающей вирусной частицы. Фермент вносит в обе цепочки молекулы вирус-специфической ДНК разрывы на расстоянии 4 нуклеотидов друг от друга. Этот же фермент вносит ступенчатый разрыв (на расстоянии 4—6 нуклеотидов) и в клеточную ДНК- Положение разрыва в клеточной ДНК не фиксировано. Далее происходит интеграция вирусной ДНК в хозяйскую хромосому. Предполагают, что механизм интеграции напоминает тот, который реализуется в фаговых системах, прежде всего у фага Ми (см. раздел 1 этой главы), т. е. разрывы цепей ДНК и воссоединение гетерологичных нуклеотидных последовательностей осуществляет один и тот же фермент — особая топоизомераза (интеграза). Процессы типа репарационных (застраивание брешей и удаление одноцепочечных хвостов ) приводит к двум последствиям во- [c.312]

В структуре ДНК, как и в структуре РНК, открыты нуклеотидные последовательности, получившие название палиндромы , или перевернутые повторы. Они встречаются как внутри одной цепи, так и в двойной спирали. Например, как слово ротатор, которое одинаково читается как справа налево, так и обратно. Подобные обратные повторы могут служить основой для образования структуры шпилек или других вариаций с измененным внутрицепочечным и межцепочечным спариванием и формированием на отдельных участках тройной спирали. Возможно, эти палинд-ромные структуры имеют определенный биологический смысл в регуляции экспрессии отдельных генов, выполняя роль сайтов для ДНК-связывающих белков. Предстоит, однако, приложить немало усилий для установления как точной структуры этих вариаций, так и для определения их функциональной роли. [c.110]

Чтобы идентифицировать полиморфные STR-локусы, нужно прежде всего провести скрининг геномной библиотеки человека, содержащей вставки небольшого размера (примерно 1000 п. н.), используя подходящий олигонуклеотидный зонд. Для идентификации клонированных (СА),,-повторов обычно используют зонд, состоящий из 15 СА-элементов. Каждую позитивную вставку секвенируют, чтобы установить длину СА-повтора и нуклеотидные последовательности фланкирующих его участков. Чтобы определить, являются ли фланкирующие последовательности однокопийны- [c.454]

Для создания STS были разработаны различные подходы. В одном из них ДНК из очищенного препарата одной хромосомы человека, изолированной при помощи проточной цитофотометрии, обрабатывают рестриктазой и клонируют в векторе, способном акцептировать небольшие (<1000 п. н.) фрагменты ДНК. Затем секвенируют вставки из клонов, выбранных случайным образом, и отбрасывают те клоны, в которых вставки короче 100 п. н., и те, которые содержат последовательности из повторяющихся элементов ДНК человека. Наличие повторов определяют при помощи компьютерных программ, сравнивая нуклеотидную последовательность вставки с последовательностями всех известных повторов ДНК человека. Затем для каждого отобранного клона находят нуклеотидные последовательности праймеров. Каждый STS тестируют на предмет уникальности амплифицируемого фрагмента хромосомной ДНК. [c.463]

Праймер-опосредованная прогулка ( блуждающая затравка ) (Primer walking) Один из методов секвенирования протяженных сегментов ДНК (>1 т.п.н.) с использованием праймера (затравки), комплементарного концу уже известной последовательности. На основании данных, полученных на первом этапе, синтезируют новый праймер, перекрывающийся с концом уже секвенированного участка, и используют его для определения нуклеотидной последовательности следующего участка клонированной ДНК. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока не секвенируют весь сегмент. [c.545]

Тандемный повтор (Tandem array) Нуклеотидная последовательность, состоящая из нескольких одинаковых элементов, соединенных голова-к-хвосту . [c.561]

ЭТОМ чужеродная ДНК, не имеющая этих опознавательных метильных групп, разрущается рестриктирующими эндонуклеазами. В эукариотических ДНК присутствует большое число высокоповторяющихся коротких последовательностей, меньшее число более длинных умеренных повторов, которые, как полагают, играют регуляторную роль, и ряд уникальных (неповторяющихся) участков, представляющих собой, видимо, структурные гены. Эукариотические гены содержат вставочные нетрансли-руёмые нуклеотидные последовательности, называемые интронами, которые вставлены между транслируемыми участками, называемыми экзонами. С помощью недавно разработанных методов были определены нуклеотидные последовательности ряда генов и вирусных ДНК. [c.891]

Повторив анализ для всех входящих в полимер нуклеозид-5 -трифосфатов, моисно определить содержание всех возможных сочетаний динуклеотидов в данном полимере это позволяет обнаружить идентичность или неидентичность двух нуклеотидных последовательностей. Такой метод широко применяется для исследования полинуклеотидов, получаемых с помощью ферментов in vitro. [c.64]

Концевые по1т<фяющиеся последовательности—структурная особенность нуклеиновых кислот некоторых вирусов и бактериофагов. ДНК с такой особенностью строения обнаружена в составе многих вирусов, бактерисфгов Т2, Т4, ТЗ. Т7 и Р22. Например,бактериофаг 17 характеризуется двухцепочечной линейной ДНК, в которой начальный участок нуклеотидной последовательности (0,7% всей последовательности нуклеотидов) повторяется на противоположном крице молекулы. Ферментативное отщепление повторяющихся нуклеотидных последовательностей, на обоих концах молекулы ведет к образованию липких концов, которые в необходимых условиях обеспечивают образование кольцевых структур. [c.57]

Даже принимая во внимание, что в системе in vivo существуют более сложные требования, мы пока рассматриваем промотор как обособленную область, ответственную за связывание РНК-полимеразы. Ряд дальнейших результатов показал, что ситуация, возможно, не столь проста. ДНК вируса SV40 содержит две одинаковые последовательности размером 72 п.н., расположенные тандемно на расстоянии 200 п.н. левее стартовой точки одной из транскрипционных единиц. Эти последовательности находятся в области ДНК, характеризующейся необычной структурой нуклеопротеина (гл. 30). Эксперименты по делеционному картированию показали, что удаление обеих 72-нуклеотидных последовательностей-повторов значительно подавляет транскрипцию in vivo. В присутствии хотя бы одной из этих последовательностей транскрипция происходит нормально. На основе этих данных мы можем утверждать, что рассматриваемая последовательность образует наиболее удаленную от стартовой точки область промотора. [c.153]

Рассматривая геном с точки зрения индивидуальных генов, можно обнаружить самые разные варианты его организации. Ген может занимать такое положение, где его нуклеотидная последовательность будет единственной в своем роде, хотя в других участках генома могут находиться сходные последовательности. Он может входить в состав небольшого кластера генов, происшедших от общего гена-предка и выполняющих сходные функции (как в случае систем глобиновых генов). Другие кластеры могут иметь большие размеры и состоять из многократно повторяющихся генов, идентичных или обладающих очень большим сходством. Про гены (или другие последовательности), которые обнаруживаются в виде множе-схва последовательно расположенных копий, говорят, что они тандемно повторяются. Один из видов кластеров тандемно повторяющихся генов кодирует гистоны, другой — рибосомные РНК. В обоих случаях многократная повторяемость генов, по-видимому, свидетельствует о потребности в больших количествах кодируемого ими продукта. [c.289]

Не все 58-гены идентичны. Нуклеотидная последовательность минорного компонента 5S-PHK ооцита (tra e 5S-RNA) имеет некоторые отличия. Она также кодируется набором тандемно организованных генов и спейсеров, но длина повтора составляет только 350 п.н., и спейсер не имеет сходства со спейсером большого кластера. И снова мы видим, что нуклеотидная последовательность гена может претерпевать небольшие изменения, тогда как спейсер меняется полностью. Аналогичным образом нуклеотидная последовательность спейсера кластера 5S-re-нов X. borealis не обладает сходством ни с одной из охарактеризованных нуклеотидных последовательностей спейсеров X. laevis. [c.295]

Прямое определение нуклеотидной последовательности сателлитной ДНК может оказаться сложным. Можно попытаться сделать это, используя дискретный набор по-х ледовательностей, получаемых при расщеплении ДНК рестриктазами. Однако при наличии существенных различий между нуклеотидными последовательностями отдельных повторяющихся единиц в одном и том же положении разных повторов будут находиться разные нуклеотиды, поэтому при электрофорезе получится нечеткая картина. Если различия не слишком велики, скажем находятся в пределах 20%, то можно непосредственно выявить повторяющуюся единицу усредненного состава. [c.303]

Сателлитная ДНК мыши М. mus ulus расщепляется рестриктазами E oRII или Sau96I на ряд фрагментов, включая основной мономерный фрагмент, электрофоретическая подвижность которого соответствует длине 230-240 п. н. При исследовании этого фрагмента обнаруживается одна нуклеотидная последовательность длиной 234 п.н. Эта последовательность, по-видимому, повторяется с небольшими вариациями и составляет 60-70% сателлитной ДНК, расщепляемой с образованием мономерных фрагментов. Проанализируем эту последовательность с точки зрения составляющих ее следующих друг за другом повторяющихся единиц меньшего размера. [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология