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顯示的異染色質的實質

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

不久前,這個困難對順序,高度在叫作異染色質的染色體的地區找到的重複性,基因差脫氧核糖核酸稱 「舊貨」。 像在宇宙的神秘的物質,異染色質的實質是未知的。

現在果蠅異染色質染色體的成員設想 (DHGP),由能源部的加利 Karpen 帶領勞倫斯伯克利國家實驗室,處理對那些部分的一個完全裝配,映射和功能分析 (除簡單的重複之外) 的果蠅 melanogaster 包含不同顏色的脫氧核糖核酸,果蠅。 結果確認異染色質是遠離僅僅舊貨。

「多數研究員想法異染色質有很少或沒有功能,因為看起來缺乏在更加可訪問的染色體的那麼富有地發生并且好學習 euchromatin 的蛋白質編碼基因」,在加州大學伯克利分校說 Karpen、一位高級科學家伯克利實驗室的生命科學分部的和細胞和分子生物學附屬教授。 「近年來變得明顯異染色質為許多重要功能是重要的」。

在排序果蠅異染色質的預付款解決了早先技術限制、對異染色質的組織的延長的瞭解和憲法,并且導致了新的答案到它如何幫助細胞和有機體生存。 從 DHGP 的最新的結果在一個對報告在科學的 2007 6月 15日,問題的文件。

附註的包含不同顏色的順序顯示 200 個蛋白質編碼基因。 這種異染色質也包括其他功能生物重要,包括對非蛋白質編碼 RNAs 和其他功能元件編碼,例如小的 RNAs 中立化有換位可能的要素,或者 transposons 的順序 -- DNAs 相似與在這條染色體附近跳躍并且能够打亂基因功能的病毒。

「果蠅對由於許多原因學習染色體組的是理想的,并且特別是為學習異染色質」,一名長期成員說伯克利實驗室的生命科學分部的蘇珊 Celniker、科學家和伯克利果蠅染色體項目 (BDGP)。 「超過在果蠅的總脫氧核糖核酸三分之一異染色質。 這隻女性蒼蠅有異染色質估計 60 megabases」 -- megabase (Mb) 是百萬個基礎,脫氧核糖核酸核苷酸構件 -- 「并且男有估計 100 兆位,因為 Y 染色體,估計在 40 兆位,是所有異染色質」。

異染色質在染色體的著絲點和 telomeres 集中。 在典型弓關係型染色體,這個著絲點是這個結。 在細胞分裂期間,著絲點在控制染色體複製扮演關鍵的作用。 Telomeres 是染色體的結束蓋帽; 他們幫助防止基因組故障的累計。

異染色質和 euchromatin 排序使用叫的方法全部染色體獵槍排序。 Celniker 說, 「我們研全部的蒼蠅并且生產二個範圍,是 2 kilobases 長」的一些脫氧核糖核酸片段圖書館 -- 一 kilobase (Kb) 是 1,000 個基礎 -- 「并且是 10 kilobases 長的一些。 順序的接觸長度通過符合這些片段重疊裝配。 euchromatin,大,單一複製片段實際上请裝配自己,但是知道是更難與許多重複的順序的更短的部分,特點異染色質,如何一起適合」。

因而果蠅第一個 「充分地完全」染色體順序,發布在科學在 2000年 3月由伯克利果蠅染色體項目和 Celera 染色體組的,實際上是遠離完全。 它沒有通過包括蒼蠅的仅 euchromatin 和幾乎忽略第三或更多這條染色體其異染色質。

Celniker 說, 「首先我們專用我們的往完成 euchromatin 的工作成績,把順序富有的部分在重複, centromeric 和 telomeric 地區留在,直到以後。 當前工作擴大這個順序到那些地區」。

重複順序请是異染色質特點,并且有幾明顯的種類。 簡單,短的重複稱衛星 DNAs,傾向於成為更加豐富最近著絲點,加起來到數十萬甚至百萬長度基礎。 在這些 「海運」衛星脫氧核糖核酸有 「海島共計仅十倍或數百 kilobases 的」中等長的重複,由 transposons 的 transposons 或片段做成。

在異染色質的其他地區, transposons 構成海運。 在這裡海島單一複製對 RNAs 編碼除必要的信使核糖核酸之外做蛋白質脫氧核糖核酸和其他功能元件的基因或者長度。

適度地重複像 transposons 和單一複製基因的片段通過許多複製聚集與唯一或充分地特別順序比較。 集合通過符合它檢查對更長的順序克隆。 使用刻苦手工集合被採取就實用,研究員映射了順序到他們的染色體的實際位置。 順序和映射在這個進程,對蒼蠅的異染色質的功能分析中陸運為下個階段做準備。

「它歷史上稱舊貨。 我們下決心發現是否有在該舊貨的任何信息」,在舊金山州立大學說以前伯克利實驗室的生命科學分部和現在分析複雜生物資料的學科一位助理教授的克里斯史密斯。 「我們使用計算機程序傳遞途徑分析原始的順序數據,尋找基因。 例如我們識別也許指示基因接合站點或促進者密碼子的模式。 我們映射了通訊員 RNAs 的實驗派生的證據回到配比的異染色質順序。 并且我們尋找順序類似於從蛋白質數據庫已經已知的一个」。 對查找基因的這些標準途徑,史密斯說,是相對地容易執行在 euchromatin,但是艱苦在異染色質, 「因為它在重複上是很富有的」。

史密斯和他的同事查找了 230 個到 254 個蛋白質編碼基因的證據在這種異染色質,以前認為包含一僅僅 30 到 40 (蒼蠅的總額是 14,000 或更多)。 許多這些基因被組織了相當與在 euchromatin 的基因不同,與更長的空白 (基因內區) 這個基因之間 (外顯子) 的編碼部分; 不同於在 euchromatic 基因的基因內區,這些長的空白幾乎完全地包括重複從殘疾 transposons 派生的順序。 這個證據建議包含不同顏色的基因調控與 euchromatic 那些不同。

除蛋白質編碼基因以外,註解者查找了在異染色質的其他重大的要素,包括對蛋白質不編碼,但是為小的核糖核酸構建叫的 noncoding 的 RNAs 的 13 個單一複製基因。