Secvență palindromică - Palindromic sequence
O secvență palindromică este o secvență de acid nucleic într-o moleculă de ADN sau ARN bicatenar prin care citirea într-o anumită direcție (de exemplu, 5 'la 3' ) pe o catena este identică cu secvența în aceeași direcție (de exemplu, 5 'la 3' ) pe firul complementar . Această definiție a palindromului depinde astfel de faptul că firele complementare sunt palindromice unele de altele.
Semnificația palindromului în contextul geneticii este ușor diferită de definiția utilizată pentru cuvinte și propoziții. Deoarece o helică dublă este formată din două fire antiparalele pereche de nucleotide care rulează în direcții opuse , iar nucleotidele se împerechează întotdeauna în același mod ( adenină (A) cu timină (T) în ADN sau uracil (U) în ARN; citozină ( C) cu guanină (G)), se spune că o secvență nucleotidică (monocatenară) este un palindrom dacă este egală cu complementul său invers . De exemplu, secvența ADN ACCTAGGT este palindromică deoarece complementul său nucleotid cu nucleotid este TGGATCCA și inversarea ordinii nucleotidelor din complement dă secvența originală.
O secvență de nucleotide palindromice este capabilă să formeze un ac de păr . Porțiunea tijei acului de păr este o porțiune pseudo-dublă, deoarece întregul ac de păr este o parte a aceluiași fir (unic) de acid nucleic. Motivele palindromice se găsesc în majoritatea genomurilor sau a seturilor de instrucțiuni genetice . Au fost cercetate special în cromozomii bacterieni și în așa-numitele elemente mozaice intercalate bacteriene ( BIME ) împrăștiate peste ele. În 2008, un proiect de secvențiere a genomului a descoperit că porțiuni mari din cromozomii X și Y umani sunt dispuși ca palindromi. O structură palindromică permite cromozomului Y să se repare prin aplecarea la mijloc dacă o parte este deteriorată.
Palindromii par, de asemenea, să se regăsească frecvent în secvențele peptidice care alcătuiesc proteinele, dar rolul lor în funcția proteinelor nu este clar cunoscut. S-a sugerat că existența palindromilor în peptide ar putea fi legată de prevalența regiunilor cu complexitate scăzută în proteine, deoarece palindromii sunt frecvent asociați cu secvențe cu complexitate scăzută. Prevalența lor poate fi, de asemenea, legată de înclinația unor astfel de secvențe de a forma helice alfa sau complexe proteină / proteină.
Exemple
Siturile enzimei de restricție
Secvențele palindromice joacă un rol important în biologia moleculară . Deoarece o secvență de ADN este dublu catenar, se citesc perechile de baze (nu doar bazele pe o catenă), pentru a determina un palindrom. Multe endonucleaze de restricție (enzime de restricție) recunosc secvențe palindromice specifice și le taie. Enzima de restricție EcoR1 recunoaște următoarea secvență palindromică:
5'- G A A T T C -3' 3'- C T T A A G -5'
Firul superior citește 5'-GAATTC-3 ', în timp ce firul inferior citește 3'-CTTAAG-5'. Dacă catena de ADN este răsturnată, secvențele sunt exact aceleași (5'GAATTC-3 'și 3'-CTTAAG-5'). Iată mai multe enzime de restricție și secvențele palindromice pe care le recunosc:
| Enzimă | Sursă | Secvența de recunoaștere | A tăia |
|---|---|---|---|
| EcoR1 | Escherichia coli |
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 | Thermus aquaticus |
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' |
| * = capetele contondente | |||
Situri de metilare
Secvențele palindromice pot avea, de asemenea, situsuri de metilare . Acestea sunt siturile în care o grupare metil poate fi atașată la secvența palindromică. Metilarea face inactivă gena rezistentă; aceasta se numește inactivare inserțională sau mutageneză inserțională . De exemplu, în PBR322 metilarea la gena rezistentă la tetraciclină face plasmida răspunzătoare de tetraciclină; după metilare la gena rezistentă la tetraciclină dacă plasmida este expusă la antibiotice tetraciclină, aceasta nu supraviețuiește.
Nucleotide palindromice în receptorii de celule T.
Diversitatea genelor receptorului de celule T (TCR) este generată prin inserții de nucleotide la recombinarea V (D) J din segmentele lor V, D și J codificate de linia germinativă . Inserțiile nucleotidice la joncțiunile VD și DJ sunt aleatorii, dar unele subseturi mici ale acestor inserții sunt excepționale, deoarece una până la trei perechi de baze repetă invers secvența ADN-ului liniei germinale. Aceste secvențe palindromice complementare scurte sunt numite nucleotide P .