English
!

Доклады

Доминирование встречаемости (dA:dT)n-треков в экзонах и интронах генов эукариот

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

Институт биофизики клетки РАН, e-mail: komarov@icb.psn.ru

Исследование природы распределения повторяющихся нуклеотидных участков (часто называемых треками) в геномах различных групп организмов остается важнейшей проблемой современной геномики. Хотя функции большинства из найденных уникальных и повторяющихся последовательностей нуклеотидов четко пока не определены, тем не менее, некоторые закономерности в частотах появления треков, состоящих, например, из аденин-тиминовых или гуанин-цитозиновых уотсон-криковских пар здесь уже наблюдаются.

Ранее нами [1] на примере геномов 7 различных видов организмов эукариот с последовательно увеличивающимся GC составом (от 25% до 60%) было установлено, что частота встречаемости олигонуклеотидных моно и смешанных (A/T)n-треков с увеличением размеров трека всегда оказывалась доминирующей над встречаемостью (G/C)n-треков. И это при том, что исходно GC-пары оснований по сравнению с АТ-парами обладают большей термодинамической стабильностью и как многие полагают должны играть ключевую роль в структурно-функциональной организации молекулы ДНК. Эта общая особенность геномов эукариот, как впрочем и геномов прокариот [2], вполне вероятно имеет определенную физическую природу. Как было показано в [1] первопричиной такого масштабного «накопительного» эффекта в структуре молекул ДНК живых организмов и растений может выступать обнаруженный нами ранее пониженный (двухкратный) структурный полиморфизм уотсон-криковского Н-связывания АТ-пар по отношению к высокому (четырехкратному) структурному полиморфизму уотсон-криковских GC-пар. По этой причине GC-пары как менее «предсказуемый» элемент в регулярном воспроизведении исходной геометрии уотсон-криковского Н-спаривания оснований были попросту «минимизированы» природой для обеспечения надежности протекания многих генетических процессов.

В данной работе проведен дальнейший, углубленный анализ частоты встречаемости мононуклеотидных и смешанных (A/T)n-треков и подобных треков (G/C )n природы но уже внутри структуры генов отдельных эукариот, D.Discoedium, D.Melanogaster и L.Major. Получено, что и в структуре экзонов и в структуре интронов везде сохраняется доминирование коротких и удлиненных последовательностей из АТ-пар над встречаемостью последовательностей из GC-пар. Подтверждается, таким образом, более высокая надежность сохранения и передачи генетической информации в живых системах за счет АТ-спаривания оснований по сравнению с GC-спариванием.

Литература

[1] А.А.Самченко и др.,/БИОФИЗИКА, 61 (6) 1045–1058 (2016);

[2] C.C.Киcелев и др., /Компьютерные иccледования и моделиp., 2 (2), 183-187 (2010).

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533