Inte så long sedan, svår-till-ordna, högt upprepande gen-fattig DNA som finnas i regioner av bekant kromosomer, som heterochromatin kallades ”skräp.”, Den Lika mörkermaterien i universum, den riktiga naturen av heterochromatin var okänd.
Nu Projekterar medlemmar av DrosophilaHeterochromatinGenom (DHGP), hövdat vid Gary Karpen av Avdelningen av Energis Laboratoriumet för den Lawrence Berkeley Medborgare, att närma sig en färdig enhet och att kartlägga, och funktionell analys av de portionr (annat än enkla repetitioner) av den heterochromatic DNAEN av Drosophilamelanogaster, fruktflugan. Resultaten bekräftar att heterochromatin är långtifrån bara skräp.
”Hade Mest forskaretankeheterochromatin litet eller inget att fungera, därför att den verkade att sakna dekodifiera generna som uppstår så rikt i de tillgängligare kromosomerna och bättre-utstuderad euchromatin,” något att säga Karpen, en hög forskare i det Berkeley Labb Uppdelning för Vetenskaperna om olika organismers beskaffenhet och en adjunctprofessor av cellen och molekylär biologi på Universitetar av Kalifornien på Berkeley. ”Under senare år har det blivit påtagligt att heterochromatin är kritisk för många nödvändiga fungerar.”,
Framflyttningar, i att ordna Drosophilaheterochromatinen, har betagna föregående tekniska begränsningar, fördjupad överenskommelse av heterochromatins organisation och konstitutionen och ledde till ny inblick in i hur den hjälper celler och organismer att fortleva. De senaste resultaten från DHGPEN anmälas i en para av legitimationshandlingar i Juni 15, 2007 utfärdar av Vetenskap.
Det försåg med förklarande noter heterochromatic ordnar avslöjer över 200 protein-kodifiera gener. Heterochromatinen inkluderar också andra särdrag av biologisk betydelse, ordnar däribland som kodifierar för non-protein-kodifiera RNAs och andra funktionella beståndsdelar, liksom små RNAs, som neutraliserar transposable beståndsdelar, eller transposons -- DNAs som är liknande till virus, som hoppar runt om genom och är kapabla av den avbrytande genen, fungerar.
”Är Drosophilaen ideal för att studera genomics för många resonerar, och speciellt för att studera heterochromatin,” Projekterar något att säga Susan Celniker, en forskare i det Berkeley Labb Uppdelning för Vetenskaperna om olika organismers beskaffenhet och en longtime medlem av den Berkeley DrosophilaGenom (BDGP). ”Över en third av slutsummaDNAEN i en fruktfluga är heterochromatin. Den kvinnliga flugan har beräknade 60 megabases av heterochromatin”, -- en megabase (Mb) är miljon baser, de byggande kvarteren för nucleotide av DNA -- ”och manlign har en beräknad Mb 100, därför att Y-kromosomen, beräknad på 40 Mb, är all heterochromatin.”,
Heterochromatin koncentreras i kromosom centromeres och telomeres. I en typisk pilbåge-tie-formad kromosom är centromeren fnurran. Centromeres leker en avgörande roll, i att kontrollera kromosomfördubbling under celluppdelning. Telomeres är en kromosom avsluta-lock; de hjälper att förhindra ackumulationen av genomic skada.
Både heterochromatin och euchromatinen ordnas genom att använda en metod som kallas hel-genom hagelgevärordnande i viss följd. Celniker något att säga, ”mal Vi upp hela flugor, och jordbruksprodukterarkiv av DNA-fragment av två storleksanpassar, några som är 2 kilobases långa”, -- en kilobase (Kb) är 1.000 baser -- ”och några som är 10 kilobases långa. Sammanhängande längder av ordnar är församlade, genom att matcha överlappningar av dessa fragment. Singel-kopiera fragment monterar sig praktiskt, men det är mer hård att veta hur kortare lappar med många som upprepar ordnar, typisk av heterochromatin, passform tillsammans. Med euchromatinen som är stor”,
Således ordnar den första ”väsentligen färdiga” genom av Drosophila, publicerat i Vetenskap i Mars, 2000 vid den Berkeley Drosophilaen som Genom Projekterar, och Celera Genomics, var faktiskt långtifrån färdig. Den lämnade ut en third eller mer av genom, genom att täcka endast fluga euchromatin och nästan inga av dess heterochromatin.
Något att säga Celniker, ”Först ägnade vi våra försök in mot avslutning euchromatinen som lämnar delen av ordnarichna i repetitioner, de centromeric och telomeric regionerna, till mer sistnämnd. Det närvarande arbetet fördjupa ordna in i de regioner.”,
Upprepa ordnar är kännemärken av heterochromatin, och det finns flera distinkt sorter. Enkla kort repetitioner kallas satellit- DNAs, som ansar för att bli mer överflödande near centromeresna och att tillfoga upp till hundratals tusentals eller även miljoner av baser i längd. I dessa ”hav” av satellit- DNA finns det ”öar” av moderat-längden repetitioner som räknar samman endast tio eller hundratals kilobases som göras upp av transposons eller fragment av transposons.
I andra regioner av heterochromatin utgör transposonsna havet. Här är öarna singel-kopierar gener eller längder av DNA, som kodifierar för RNAs annan än budbärareRNAEN som behövs för att göra proteiner, och andra funktionella beståndsdelar.
Måttligt upprepa fragment gilla transposons och singel-kopiera gener var församlat, genom att jämföra som är talrikt, kopierar med unikt, eller tillräckligt särskiljande ordnar. Enheten kontrollerades, genom att matcha den till klon av longer, ordnar. Med den samvetsgranna manuella enheten som togs så långt som praktisk, kartlade forskarna, ordnar till deras läkarundersökninglägen på kromosomerna. Ordna och kartlägger förberett det slipat för det nästa arrangerar i det processaa, den funktionella analysen av fluga heterochromatin.
”Historically kallades det skräp. Oss uppsättning ut som ser, om det fanns något skräp för information däri,” något att sägaChris Smed, förr i Berkeley Labb Uppdelning för Vetenskaperna om olika organismers beskaffenhet och nu en assistentprofessor av bioinformatics på den San Francisco Delstatsuniversiteten. ”Använde Vi en pipeline av dataprogram för att analysera det rått ordnar data, i sökande av gener. Vi identifierade mönstrar av codons som den styrka indikerar en gensplits-plats eller en tillskyndare, till exempel. Vi kartlade försöksvis härlett bevisar av budbärare RNAs som baksida till den matcha heterochromatinen ordnar. Och vi sökte efter ordnar liknande till som redan var bekant från proteindatabaser.”, Dessa standart att närma sig till att finna gener, Smednågot att säga, är förhållandevis lätt att utföra i euchromatin men mer hård i heterochromatin, ”, därför att den är så rik i repetitioner.”,
Den fann Smeden och hans kollegor bevisar för 230 till 254 protein-kodifiera gener i heterochromatinen, tänkte föregående för att innehålla bara 30 till 40 (fluga slutsumma är 14.000 eller mer). Många av dessa gener organiserades ganska olikt från gener i euchromatin, med mycket längre mellanrum (introns) mellan kodifiera delar upp av genen (exons); i motsats till intronsna i euchromatic gener bestod dessa långa mellanrum nästan helt av att upprepa ordnar härlett från rörelsehindrada transposons. Bevisa föreslår att heterochromatic gener regleras olikt från euchromatic.