Консервативные последовательности

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Консервати́вные после́довательности (англ. conserved sequences) — схожие или идентичные последовательности, встречающиеся в биологических полимерах: нуклеиновых кислотах, первичной и пространственной структурах белков, полисахаридах как в пределах особей разных видов (ортологичные последовательности), так и в пределах одной особи (паралогичные последовательности). Ортологичные последовательности являются подтверждением того, что определённые последовательности могут поддерживаться эволюцией, несмотря на процесс видообразования. Так как информация о последовательности аминокислот в белках в норме передаётся от родителей потомкам, то наличие в белках консервативных последовательностей свидетельствует о наличии консервативного гена. Широко распространена точка зрения, что мутация в консервативной последовательности приводит к появлению или нежизнеспособного организма, или фенотипа, отсеивающегося естественным отбором.





Консервативные последовательности нуклеиновых кислот

Считаются, что высококонсервативные последовательности ДНК несут функциональную нагрузку. Тем не менее, роль многих этих высококонсервативных некодирующих последовательностей ДНК не вполне ясна. В 2004 году Bejerano и коллеги описали ультраконсервативные элементы, или последовательности (англ. Ultra-conserved elements or sequences (UCEs or UCRs)), на 100% одинаковые у человека, крысы и мыши[1]. В одном недавнем исследовании было показано, что делеция четырёх высококонсервативных некодирующих последовательностей ДНК, тем не менее, приводила к появлению жизнеспособных мышей без каких бы то ни было фенотипических отклонений; исследователи назвали свои результаты «неожиданными»[2]. Высококонсервативные последовательности, как и многие другие участки ДНК, состоят из повторяющихся последовательностей. Одним из возможных объяснений вышеописанного феномена может служить то, что потеря одного или нескольких элементов из набора повторяющихся последовательностей может теоретически сохранить нормальный фенотип при условии, что одной последовательности из набора достаточно и остальные повторяющиеся последовательности являются избыточными, хотя в данном случае не было точных указаний, является ли утраченная последовательность повторяющейся. Несмотря на то что биологическая функция большинства консервативных последовательностей ещё не установлена, известно, что некоторые из них образуют транскрипты, причём для раковых клеток характерны нарушения в их экспрессии[3].

Примером последовательности, высококонсервативной для эукариот, может служить ТАТА-бокс, входящий в состав промотора.

Консервативные белковые последовательности и структуры

Высококонсервативные белки часто необходимы для таких фундаментальных процессов, как жизнедеятельность и деление клетки. Консервативность белковой последовательности можно определить по наличию одинаковых аминокислот в аналогичных частях белков. Консервативность же белковой структуры определяется наличием функционально эквивалентных, но не обязательно одинаковых аминокислот в аналогичных частях белков.

Ниже выравнены структуры двух человеческих белков, входящих в состав цинковых пальцев (номера в GenBank [www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=protein&val=263350 AAB24882] и [www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?db=protein&val=263348 AAB24881]). Консервативные аминокислоты отмечены <math>\mathrm{*}</math>. Как видно из выравнивания, эти два белка содержат ряд консервативных аминокислот.

Консервативные последовательности полисахаридов

Моносахаридная последовательность гликозаминогликана гепарина консервативен у большого числа видов.

Биологическое значение сохранения последовательностей

Схожие последовательности обозначают сохранение структуры и функций, как и эволюционное родство между этими последовательностями. Поэтому сравнительный анализ последовательностей является главным методом для идентификации тех или иных функциональных элементов.

Наиболее консервативные последовательности характерны для активных центров ферментов и сайтов связывания рецепторов-белков.

Консервативные некодирующие последовательности[en] часто содержат цис-регуляторные элементы, удерживающие их эволюцию. Некоторые делеции высококонсервативных последовательностей у людей (hCONDELs[en]) и других организмов считаются главной причиной анатомических и поведенческих различий между человеком и другими млекопитающими[4][5].

Напишите отзыв о статье "Консервативные последовательности"

Примечания

  1. Bejerano, G; Pheasant, M, Makunin, I, Stephen, S, Kent, WJ, Mattick, JS, Haussler, D (2004-05-28). «Ultraconserved elements in the human genome.». Science 304 (5675): 1321–5. DOI:10.1126/science.1098119. PMID 15131266. Проверено 17 August 2011.
  2. Ahituv N, Zhu Y, Visel A, et al. (2007). «Deletion of ultraconserved elements yields viable mice». PLoS Biol. 5 (9): e234. DOI:10.1371/journal.pbio.0050234. PMID 17803355.
  3. Calin, GA; 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 (September 2007). «Ultraconserved regions encoding ncRNAs are altered in human leukemias and carcinomas.». Cancer Cell 12 (3): 215–29. DOI:10.1016/j.ccr.2007.07.027. PMID 17785203. Проверено 17 August 2011.
  4. McLean, Cory Y.; et al. (10 March 2011). «[www.nature.com/nature/journal/v471/n7337/full/nature09774.html Human-specific loss of regulatory DNA and the evolution of human-specific traits]». Nature 471 (7337): 216–219. DOI:10.1038/nature09774. PMID 21390129.
  5. Gross, Liza (September 2007). «[www.plosbiology.org/article/info:doi/10.1371/journal.pbio.0050253 Are "Ultraconserved" Genetic Elements Really Indispensable?]». PLOS Biology 5 (9): e253. DOI:10.1371/journal.pbio.0050253. PMID 20076686.

Литература

  • Thompson JD, Gibson TJ, Plewniak F, Jeanmougin F, Higgins DG (December 1997). «[nar.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=9396791 The CLUSTAL_X windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools]». Nucleic Acids Res. 25 (24): 4876–82. DOI:10.1093/nar/25.24.4876. PMID 9396791.

Отрывок, характеризующий Консервативные последовательности

– Отчего вы не внушили Бонапарту дипломатическим путем, что ему лучше оставить Геную? – тем же тоном сказал князь Андрей.
– Я знаю, – перебил Билибин, – вы думаете, что очень легко брать маршалов, сидя на диване перед камином. Это правда, а всё таки, зачем вы его не взяли? И не удивляйтесь, что не только военный министр, но и августейший император и король Франц не будут очень осчастливлены вашей победой; да и я, несчастный секретарь русского посольства, не чувствую никакой потребности в знак радости дать моему Францу талер и отпустить его с своей Liebchen [милой] на Пратер… Правда, здесь нет Пратера.
Он посмотрел прямо на князя Андрея и вдруг спустил собранную кожу со лба.
– Теперь мой черед спросить вас «отчего», мой милый, – сказал Болконский. – Я вам признаюсь, что не понимаю, может быть, тут есть дипломатические тонкости выше моего слабого ума, но я не понимаю: Мак теряет целую армию, эрцгерцог Фердинанд и эрцгерцог Карл не дают никаких признаков жизни и делают ошибки за ошибками, наконец, один Кутузов одерживает действительную победу, уничтожает charme [очарование] французов, и военный министр не интересуется даже знать подробности.
– Именно от этого, мой милый. Voyez vous, mon cher: [Видите ли, мой милый:] ура! за царя, за Русь, за веру! Tout ca est bel et bon, [все это прекрасно и хорошо,] но что нам, я говорю – австрийскому двору, за дело до ваших побед? Привезите вы нам свое хорошенькое известие о победе эрцгерцога Карла или Фердинанда – un archiduc vaut l'autre, [один эрцгерцог стоит другого,] как вам известно – хоть над ротой пожарной команды Бонапарте, это другое дело, мы прогремим в пушки. А то это, как нарочно, может только дразнить нас. Эрцгерцог Карл ничего не делает, эрцгерцог Фердинанд покрывается позором. Вену вы бросаете, не защищаете больше, comme si vous nous disiez: [как если бы вы нам сказали:] с нами Бог, а Бог с вами, с вашей столицей. Один генерал, которого мы все любили, Шмит: вы его подводите под пулю и поздравляете нас с победой!… Согласитесь, что раздразнительнее того известия, которое вы привозите, нельзя придумать. C'est comme un fait expres, comme un fait expres. [Это как нарочно, как нарочно.] Кроме того, ну, одержи вы точно блестящую победу, одержи победу даже эрцгерцог Карл, что ж бы это переменило в общем ходе дел? Теперь уж поздно, когда Вена занята французскими войсками.
– Как занята? Вена занята?
– Не только занята, но Бонапарте в Шенбрунне, а граф, наш милый граф Врбна отправляется к нему за приказаниями.
Болконский после усталости и впечатлений путешествия, приема и в особенности после обеда чувствовал, что он не понимает всего значения слов, которые он слышал.
– Нынче утром был здесь граф Лихтенфельс, – продолжал Билибин, – и показывал мне письмо, в котором подробно описан парад французов в Вене. Le prince Murat et tout le tremblement… [Принц Мюрат и все такое…] Вы видите, что ваша победа не очень то радостна, и что вы не можете быть приняты как спаситель…
– Право, для меня всё равно, совершенно всё равно! – сказал князь Андрей, начиная понимать,что известие его о сражении под Кремсом действительно имело мало важности ввиду таких событий, как занятие столицы Австрии. – Как же Вена взята? А мост и знаменитый tete de pont, [мостовое укрепление,] и князь Ауэрсперг? У нас были слухи, что князь Ауэрсперг защищает Вену, – сказал он.
– Князь Ауэрсперг стоит на этой, на нашей, стороне и защищает нас; я думаю, очень плохо защищает, но всё таки защищает. А Вена на той стороне. Нет, мост еще не взят и, надеюсь, не будет взят, потому что он минирован, и его велено взорвать. В противном случае мы были бы давно в горах Богемии, и вы с вашею армией провели бы дурную четверть часа между двух огней.
– Но это всё таки не значит, чтобы кампания была кончена, – сказал князь Андрей.
– А я думаю, что кончена. И так думают большие колпаки здесь, но не смеют сказать этого. Будет то, что я говорил в начале кампании, что не ваша echauffouree de Durenstein, [дюренштейнская стычка,] вообще не порох решит дело, а те, кто его выдумали, – сказал Билибин, повторяя одно из своих mots [словечек], распуская кожу на лбу и приостанавливаясь. – Вопрос только в том, что скажет берлинское свидание императора Александра с прусским королем. Ежели Пруссия вступит в союз, on forcera la main a l'Autriche, [принудят Австрию,] и будет война. Ежели же нет, то дело только в том, чтоб условиться, где составлять первоначальные статьи нового Саmро Formio. [Кампо Формио.]
– Но что за необычайная гениальность! – вдруг вскрикнул князь Андрей, сжимая свою маленькую руку и ударяя ею по столу. – И что за счастие этому человеку!
– Buonaparte? [Буонапарте?] – вопросительно сказал Билибин, морща лоб и этим давая чувствовать, что сейчас будет un mot [словечко]. – Bu onaparte? – сказал он, ударяя особенно на u . – Я думаю, однако, что теперь, когда он предписывает законы Австрии из Шенбрунна, il faut lui faire grace de l'u . [надо его избавить от и.] Я решительно делаю нововведение и называю его Bonaparte tout court [просто Бонапарт].
– Нет, без шуток, – сказал князь Андрей, – неужели вы думаете,что кампания кончена?
– Я вот что думаю. Австрия осталась в дурах, а она к этому не привыкла. И она отплатит. А в дурах она осталась оттого, что, во первых, провинции разорены (on dit, le православное est terrible pour le pillage), [говорят, что православное ужасно по части грабежей,] армия разбита, столица взята, и всё это pour les beaux yeux du [ради прекрасных глаз,] Сардинское величество. И потому – entre nous, mon cher [между нами, мой милый] – я чутьем слышу, что нас обманывают, я чутьем слышу сношения с Францией и проекты мира, тайного мира, отдельно заключенного.
– Это не может быть! – сказал князь Андрей, – это было бы слишком гадко.
– Qui vivra verra, [Поживем, увидим,] – сказал Билибин, распуская опять кожу в знак окончания разговора.
Когда князь Андрей пришел в приготовленную для него комнату и в чистом белье лег на пуховики и душистые гретые подушки, – он почувствовал, что то сражение, о котором он привез известие, было далеко, далеко от него. Прусский союз, измена Австрии, новое торжество Бонапарта, выход и парад, и прием императора Франца на завтра занимали его.