Не так давно, трудн-к-последовательность, сильно повторяющийся, Джин-плохое ДНА найденное в зонах хромосом известных как heterochromatin была вызвана «старьем.» Как темное дело в вселенном, истинная природа heterochromatin была неизвестна.
Теперь члены Генома Heterochromatin Дрозофилы Проектируют (DHGP), во главе с Гэри Karpen Министерства Энергетики Лаборатория Лоренса Беркли Национальная, причаливают полному агрегату, отображать, и функциональному анализу тех частей (за исключением простых повторений) разноцветного ДНА melanogaster Дрозофилы, фруктовой мухи. Результаты подтверждают что heterochromatin далеко от простого старья.
«Большинств heterochromatin мысли исследователей имел небольшое или никакое функции, потому что он показалось, что нуждался генах протеин-кодирвоания которые происходят настолько богато в хромосомах более доступных и лучш-изучили euchromatin,» говорит Karpen, старший научный работник в Разделении Наук о Жизни Лаборатории Беркли и профессора адъюнкта клетки и молекулярной биологии на Университете Штата Калифорнии на Беркли. «В недавних летах он был ясным что heterochromatin критический для много необходимых функций.»
Выдвижения в sequencing heterochromatin Дрозофилы отжимали предыдущие технические ограничения, выдвинутое вникание организации heterochromatin и конституцию, и водили к новой проницательности в как она помогает клеткам и организмам выдержать. Самые последние результаты от DHGP сообщены в паре бумаг в вопросе 15-ое июня 2007 Науки.
Аннотированные разноцветные последовательности показывают над 200 генами протеин-кодирвоания. Heterochromatin также включает другие характеристики биологической важности, включая последовательности которые кодируют для non-протеин-кодирвоания RNAs и других функциональных элементов, как малое RNAs которые нейтрализуют transposable элементы, или transposons -- DNAs подобное к вирусам которые подпрыгивают вокруг генома и способны нарушать функцию гена.
«Дрозофила идеально для изучать геномику для много причин, и специально для изучать heterochromatin,» говорит Сьюзан Celniker, научный работник в Разделении Наук о Жизни Лаборатории Беркли и долгосрочный член Проекта Генома Дрозофилы Беркли (BDGP). «Над третью полного ДНА в фруктовой мухе heterochromatin. Женская муха имеет оцененные 60 megabases heterochromatin» -- megabase (Mb) миллион оснований, строительные блоки нуклеотида ДНА -- «и мужчина имеет оцененный Mb 100, потому что хромосома Y, оцененная на 40 Mb, весь heterochromatin.»
Heterochromatin сконцентрирован в центромерах и telomeres хромосомы. В типично смычк-связ-форменной хромосоме, центромер узел. Центромеры играют критическую роль в контролируя дублировании хромосомы во время разделения клетки. Telomeres конц-крышки хромосомы; они помогают предотвратить накопление genomic повреждения.
И heterochromatin и euchromatin sequenced используя вызванный метод sequencing корокоствольного оружия вс-генома. Celniker говорит, «Мы мелет вверх по всем мухам и производит архивы частей ДНА 2 размеров, некоторых которые 2 kilobases длинни» -- kilobase (Kb) 1.000 оснований -- «и некоторые которые 10 kilobases длинни. Сопредельные длины последовательности собраны путем соответствовать перекрытиям этих частей. С euchromatin, большим, частями одиночн-экземпляра практически соберите, но более трудно суметь как более короткие части с много повторяя последовательностей, типичных heterochromatin, приспосабливают совместно.»
Таким Образом первая «существенно полная» последовательность генома Дрозофилы, опубликованная в Науке в марте 2000 Проектом Генома Дрозофилы Беркли и Геномикой Celera, была фактически далеко от полного. Она вышла вне треть или больше из генома путем не покрывать только euchromatin и почти никакой мухы из своего heterochromatin.
Не будут Говорить Celniker, «Сперва мы посвятил наши усилия к заканчивать euchromatin, выходя часть богатые люди последовательности в повторения, centromeric и telomeric зоны, до более поздно. Присутствующая работа расширяет последовательность в те зоны.»
Повторяющ последовательности веха heterochromatin, и несколько определенных видов. Простые, короткие повторения вызваны спутниковым DNAs, которые клонат стать более обильные близко центромеры, добавляя до сотниы тысяч или даже миллионов оснований в длине. В этих «морях» спутникового ДНА «острова» повторений вмеру-длины подытоживая только 10 или сотниы kilobases, составленные transposons или частей transposons.
В других зонах heterochromatin, transposons образовывают море. Здесь острова гены одиночн-экземпляра, или длины ДНА которые кодируют для RNAs за исключением РИБОНУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ посыльного необходимо для того чтобы сделать протеины, и других функциональных элементов.
Вмеру повторяющ части как transposons и гены одиночн-экземпляра собрал путем сравнивать многочисленние экземпляры с уникально или достаточно своеобразнейшими последовательностями. Агрегат был проверен путем соответствовать ему к клонам более длинних последовательностей. При трудоёмкий ручной агрегат принятый далеко как практически, исследователя отобразили последовательности к их фактическим месторасположениям на хромосомах. Последовательность и карты подготовили землю для следующего этапа в процессе, функциональном анализе heterochromatin мухы.
«Исторически он был вызван старьем. Мы установили вне для того чтобы увидеть если была любая информация в том старье, то» говорим Крис Смита, в прошлом в Разделении Наук о Жизни Лаборатории Беркли и теперь ассистенте профессора биоинформатики на Государственном Университете Сан-Франциско. «Мы использовали трубопровод компьутерных программ для того чтобы проанализировать сырцовые данные по последовательности, в поисках генов. Мы определили картины кодонов которые могли показать соединени-место гена или промоутер, например. Мы отобразили экспириментально выведенное доказательство посыльного RNAs назад к соответствуя последовательности heterochromatin. И мы искали последовательности подобные к одним уже известным от баз данных протеина.» Эти подходы к стандарта к находить гены, Смит говорит, относительно легки для того чтобы выполнить в euchromatin но более крепко в heterochromatin, «потому что он настолько богат в повторениях.»
Смит и его коллегаы нашли доказательство для 230 до 254 генов протеин-кодирвоания в heterochromatin, ранее думали для того чтобы содержать простые 30 к 40 (итог мухы 14.000 или больше). Много из этих генов были организованными довольно генами иначе, чем в euchromatin, с гораздо длиннее зазорами (Интрон) между разделами кодирвоания гена (exons); не похож на Интрон в euchromatic генах, эти длинние зазоры состояли почти полностью повторять последовательности выведенные от отключенных transposons. Доказательство предлагает что разноцветные гены отрегулированное иначе, чем euchromatic одни.
Кроме генов протеин-кодирвоания, annotators нашли другие значительно элементы в heterochromatin, включая 13 гена одиночн-экземпляра который не кодируют для протеинов но для малой РИБОНУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ составляет вызванное noncoding RNAs.