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显示的异染色质的实质

Published on June 19, 2007 at 6:57 AM · No Comments

不久前,这个困难对顺序,高度在叫作异染色质的染色体的地区找到的重复性,基因差脱氧核糖核酸称 “旧货”。 象在宇宙的神秘的物质,异染色质的实质是未知的。

现在果蝇异染色质染色体的成员设想 (DHGP),由能源部的加利 Karpen 带领劳伦斯伯克利国家实验室,处理对那些部分的一个完全装配,映射和功能分析 (除简单的重复之外) 的果蝇 melanogaster 包含不同颜色的脱氧核糖核酸,果蝇。 结果确认异染色质是远离仅仅旧货。

“多数研究员想法异染色质有很少或没有功能,因为看起来缺乏在更加可访问的染色体的那么富有地发生并且好学习 euchromatin 的蛋白质编码基因”,在加州大学伯克利分校说 Karpen、一位高级科学家伯克利实验室的生命科学分部的和细胞和分子生物学附属教授。 “近年来变得明显异染色质为许多重要功能是重要的”。

在排序果蝇异染色质的预付款解决了早先技术限制、对异染色质的组织的延长的了解和宪法,并且导致了新的答案到它如何帮助细胞和有机体生存。 从 DHGP 的最新的结果在一个对报告在科学的 2007 6月 15日,问题的文件。

附注的包含不同颜色的顺序显示 200 个蛋白质编码基因。 这种异染色质也包括其他功能生物重要,包括对非蛋白质编码 RNAs 和其他功能元件编码,例如小的 RNAs 中立化有换位可能的要素,或者 transposons 的顺序 -- DNAs 相似与在这条染色体附近跳跃并且能够打乱基因功能的病毒。

“果蝇对由于许多原因学习染色体组的是理想的,并且特别是为学习异染色质”,一名长期成员说伯克利实验室的生命科学分部的苏珊 Celniker、科学家和伯克利果蝇染色体项目 (BDGP)。 “超过在果蝇的总脱氧核糖核酸三分之一异染色质。 这只女性苍蝇有异染色质估计 60 megabases” -- megabase (Mb) 是百万个基础,脱氧核糖核酸核苷酸构件 -- “并且男有估计 100 兆位,因为 Y 染色体,估计在 40 兆位,是所有异染色质”。

异染色质在染色体的着丝点和 telomeres 集中。 在典型弓关系型染色体,这个着丝点是这个结。 在细胞分裂期间,着丝点在控制染色体复制扮演关键的作用。 Telomeres 是染色体的结束盖帽; 他们帮助防止基因组故障的累计。

异染色质和 euchromatin 排序使用叫的方法全部染色体猎枪排序。 Celniker 说, “我们研全部的苍蝇并且生产二个范围,是 2 kilobases 长”的一些脱氧核糖核酸片段图书馆 -- 一 kilobase (Kb) 是 1,000 个基础 -- “并且是 10 kilobases 长的一些。 顺序的接触长度通过符合这些片段重叠装配。 euchromatin,大,单一复制片段实际上请装配自己,但是知道是更难与许多重复的顺序的更短的部分,特点异染色质,如何一起适合”。

因而果蝇第一个 “充分地完全”染色体顺序,发布在科学在 2000年 3月由伯克利果蝇染色体项目和 Celera 染色体组的,实际上是远离完全。 它没有通过包括苍蝇的仅 euchromatin 和几乎忽略第三或更多这条染色体其异染色质。

Celniker 说, “首先我们专用我们的往完成 euchromatin 的工作成绩,把顺序富有的部分在重复, centromeric 和 telomeric 地区留在,直到以后。 当前工作扩大这个顺序到那些地区”。

重复顺序请是异染色质特点,并且有几明显的种类。 简单,短的重复称卫星 DNAs,倾向于成为更加丰富最近着丝点,加起来到数十万甚至百万长度基础。 在这些 “海运”卫星脱氧核糖核酸有 “海岛共计仅十倍或数百 kilobases 的”中等长的重复,由 transposons 的 transposons 或片段做成。

在异染色质的其他地区, transposons 构成海运。 在这里海岛单一复制对 RNAs 编码除必要的信使核糖核酸之外做蛋白质脱氧核糖核酸和其他功能元件的基因或者长度。

适度地重复象 transposons 和单一复制基因的片段通过许多复制聚集与唯一或充分地特别顺序比较。 集合通过符合它检查对更长的顺序克隆。 使用刻苦手工集合被采取就实用,研究员映射了顺序到他们的染色体的实际位置。 顺序和映射在这个进程,对苍蝇的异染色质的功能分析中陆运为下个阶段做准备。

“它历史上称旧货。 我们下决心发现是否有在该旧货的任何信息”,在旧金山州立大学说以前伯克利实验室的生命科学分部和现在分析复杂生物资料的学科一位助理教授的克里斯史密斯。 “我们使用计算机程序传递途径分析原始的顺序数据,寻找基因。 例如我们识别也许指示基因接合站点或促进者密码子的模式。 我们映射了通讯员 RNAs 的实验派生的证据回到配比的异染色质顺序。 并且我们寻找顺序类似于从蛋白质数据库已经已知的一个”。 对查找基因的这些标准途径,史密斯说,是相对地容易执行在 euchromatin,但是艰苦在异染色质, “因为它在重复上是很富有的”。

史密斯和他的同事查找了 230 个到 254 个蛋白质编码基因的证据在这种异染色质,以前认为包含一仅仅 30 到 40 (苍蝇的总额是 14,000 或更多)。 许多这些基因被组织了相当与在 euchromatin 的基因不同,与更长的空白 (基因内区) 这个基因之间 (外显子) 的编码部分; 不同于在 euchromatic 基因的基因内区,这些长的空白几乎完全地包括重复从残疾 transposons 派生的顺序。 这个证据建议包含不同颜色的基因调控与 euchromatic 那些不同。

除蛋白质编码基因以外,注解者查找了在异染色质的其他重大的要素,包括对蛋白质不编码,但是为小的核糖核酸构建叫的 noncoding 的 RNAs 的 13 个单一复制基因。