English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXV-ая конференция

Об уникальности структурной организации Y-хромосомы генома человека

Комаров В.М., Самченко А.А., Кабанов А.В., Кондратьев М.С., Киселев С.С.

Институт биофизики клетки РАН, 142290, Институтская ул. д.3; тел. : +7(4967)73-06-81; e-mail: komarov@icb.psn.ru

1  стр. (принято к публикации)

Как известно основу структурно-функциональной организации геномов эукариот составляют уникальные и повторяющиеся нуклеотидные последовательности. Доля таких последовательностей во всей ДНК доходит подчас до 98%. Хотя функции большинства из них до сих пор не определены тем не менее некоторые общие закономерности в статистике их встречаемости в структуре и GC-дефицитных и GC-богатых геномов уже выявлены. Так, например, на основе данных секвенирования хромосом эукариот, установлено, что частота встраивания в молекулу ДНК олигонуклеотидных моно и смешанных W(А/Т)-треков (т.е. треков из АТ- и ТА-пар) практически всегда оказывается доминирующей над встраиванием S(G/C)-треков (треков из GC- и CG-пар). Ранее в наших работах было показано, что наиболее вероятной физической первопричиной, лежащей в основе такой асимметрии распространенности последовательностей из АТ- и GC-пар в организации генома эукариот может выступать разная размерность исходного скрытого структурного полиморфизма геометрии комплементарного спаривания самих пар. Одиночные GC-пары по сравнению с АТ-парами по причине своей повышенной, 4-х кратной неоднозначности геометрии уотсон-криковского спаривания оснований были попросту «минимизированы» природой, как менее «предсказуемые элементы» в воспроизведении структуры функциональных нуклеотидных последовательностей, для обеспечения надежности протекания процессов редупликации, транскрипции, а также возможно и некоторых других генетических процессов.

В данной работе с использованием методов сравнительной геномики, на примере организации молекулы ДНК уникальной Y-хромосомы человека, выявлена еще одна необычная специфика распространенности нуклеотидных треков из АТ- и GC-пар в структуре геномов эукариот. Природная уникальность этого объекта заключается, как известно, не столько в его относительно малых размерах (где всего около 59 млн. пар нуклеотидов по сравнению с размерами всего генома в 3·109 н.п.) и в малом количестве находящихся здесь генов (которых оказывается лишь около 90 единиц), но и самое главное - в наблюдаемой в нем необычно высокой частоте точечных спонтанных мутаций, которая в 5 раз! превышает скорость аналогичных спонтанных мутаций в других хромосомах человека. Структурная первопричина такой особенности строения Y-хромосомы до сих пор не выяснена.

Проведенный нами детальный частотный анализ встречаемости мононуклеотидных треков poly(A)n-, poly(T)n-, poly(G)n-, poly(C)n-природы, а также смешанных треков W- и S-типа показал с одной стороны сохранение общего доминирования в этой хромосоме, как и во всем геноме, последовательностей структур из АТ-пар над последовательностями из GC-пар. Однако в тоже время, при рассмотрение нуклеотидного состава конкретной генной части Y-хромосомы, выявилась необычно высокая концентрация предельно коротких (до 10 пар нуклеотидов) моно- (oligo(G)n-, oligo(C)n-) и смешанных S(G/C) нуклеотидных последовательностей в структуре её экзонов. Причем она оказалась существенно большей, чем во всех других хромосомах

человека. Учитывая обнаруженную нами ранее повышенную способность таких участков с GC-парами оснований к спонтанному изменению геометрии их комплементарного Н-связывания можно заключить, что и в целом способность кодирующих областей этой хромосомы к спонтанным точечным мутациям также должна быть повышенной по сравнению к статистике аналогичных мутаций, характерных для остальных хромосом человека. Что и наблюдается экспериментально.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533