stringtranslate.com

Мусорная ДНК

Мусорная ДНК ( нефункциональная ДНК ) — это последовательность ДНК, не имеющая значимой биологической функции. [1] [2] В геномах большинства организмов имеется некоторое количество «мусорной» ДНК — в основном псевдогены и фрагменты транспозонов и вирусов — но возможно, что у некоторых организмов имеется значительное количество «мусорной» ДНК. [3]

Все белково-кодирующие области генов обычно рассматриваются как функциональные элементы геномов. Кроме того, небелковые кодирующие области, такие как гены рибосомальной РНК и транспортной РНК, регуляторные последовательности, контролирующие экспрессию этих генов, элементы генома, включающие точки начала репликации (у всех видов), центромеры, теломеры и области прикрепления каркаса (у эукариотов). ) обычно также считаются функциональными элементами геномов. ( Дополнительную информацию см. в разделе «Некодирующая ДНК» .)

Трудно определить, являются ли другие области генома функциональными или нефункциональными. Существуют серьезные разногласия по поводу того, какие критерии следует использовать для определения функции. Многие ученые придерживаются эволюционного взгляда на геном и предпочитают критерии, основанные на том, сохраняются ли последовательности ДНК в результате естественного отбора. [4] [5] [6] Другие ученые оспаривают эту точку зрения или имеют разные интерпретации данных. [7] [8] [9]

История мусорной ДНК

Идея о том, что только часть человеческого генома может быть функциональной, возникла в конце 1940-х годов. Предполагаемая частота мутаций у людей предполагает, что если большая часть этих мутаций будет вредной, то человеческий вид не сможет пережить такую ​​мутационную нагрузку (генетическую нагрузку). Это привело к предсказаниям в конце 1940-х годов одного из основателей популяционной генетики Дж. Б. С. Холдейна и нобелевского лауреата Германа Мюллера о том, что лишь небольшой процент человеческого генома содержит функциональные элементы ДНК (гены), которые могут быть уничтожены мутацией. [10] [11] ( дополнительную информацию см. в разделе «Генетическая нагрузка »)

В 1966 году Мюллер проанализировал эти предсказания и пришел к выводу, что геном человека может содержать только около 30 000 генов, исходя из количества вредных мутаций, которые этот вид может переносить. [12] Подобные предсказания были сделаны и другими ведущими экспертами в области молекулярной эволюции, которые пришли к выводу, что человеческий геном не может содержать более 40 000 генов и что менее 10% генома являются функциональными. [13] [14] [4] [15]

Известно, что размер геномов у разных видов значительно различается, и, по-видимому, не существует корреляции между размером генома и сложностью вида. Даже близкородственные виды могут иметь очень разные размеры генома. Это наблюдение привело к тому, что стало известно как парадокс C-значения . [16] Парадокс был разрешен с открытием повторяющейся ДНК и наблюдением, что большая часть различий в размерах генома может быть связана с повторяющейся ДНК. [16] [17] Некоторые ученые считали, что большая часть повторяющейся ДНК участвует в регуляции экспрессии генов, но многие ученые считали, что избыток повторяющейся ДНК нефункционален. [18] [16] [19] [20] [21]

Томоко Ота (Томоко Харада) разработала почти нейтральную теорию, которая привела к пониманию того, как слегка вредная «мусорная» ДНК может сохраняться в геномах видов с небольшими эффективными размерами популяций. В 2015 году она была удостоена премии Крафорда Шведской королевской академии (совместно с Ричардом Левонтином).

Примерно в то же время (конец 1960 -х годов) недавно разработанная методика C0t -анализа была усовершенствована и теперь включает гибридизацию РНК:ДНК, что привело к открытию того, что значительно менее 10% генома человека комплементарно мРНК, и эта ДНК находится в уникальная (неповторяющаяся) фракция. Это подтвердило предсказания, сделанные на основе аргументов в пользу генетической нагрузки, и соответствовало идее о том, что большая часть повторяющейся ДНК нефункциональна. [22] [23] [24]

Идея о том, что большие количества эукариотических геномов могут быть нефункциональными, противоречила преобладающему взгляду на эволюцию в 1968 году, поскольку казалось вероятным, что нефункциональная ДНК будет устранена в результате естественного отбора. Развитие нейтральной теории и почти нейтральной теории позволило решить эту проблему, поскольку позволило сохранить слегка вредную нефункциональную ДНК в соответствии с фундаментальными принципами популяционной генетики. [14] [13] [25]

Термин «мусорная ДНК» начал использоваться в конце 1950-х годов [26] , но Сусуму Оно популяризировал этот термин в статье 1972 года под названием «Так много «мусорной» ДНК в нашем геноме» [27] , где он обобщил современные данные, которые накопилось к тому времени. [27] Во второй статье того же года он пришел к выводу, что 90% геномов млекопитающих состоят из нефункциональной ДНК. [4] Доводы в пользу «мусорной» ДНК были обобщены в длинной статье Дэвида Комингса в 1972 году, где он перечислил четыре причины для предложения «мусорной» ДНК: [28]

  1. у некоторых организмов гораздо больше ДНК, чем им требуется ( парадокс C-значения ),
  2. текущие оценки количества генов (в 1972 году) намного меньше, чем количество, которое можно разместить,
  3. мутационная нагрузка была бы слишком велика, если бы вся ДНК была функциональной, и
  4. какая-то мусорная ДНК явно существует.

Открытие интронов в 1970-х годах, казалось, подтвердило точку зрения сторонников «мусорной» ДНК, поскольку это означало, что гены были очень большими и даже огромные геномы не могли вместить большое количество генов. Сторонники «мусорной» ДНК были склонны отвергать последовательности интронов как в основном нефункциональные ДНК (мусорные), но противники «мусорной» ДНК выдвинули ряд гипотез, приписывающих последовательностям интронов различные функции. [29] [30] [31] [32] [33]

Фрэнсис Крик и другие продвигали идею о том, что транспозоны являются примерами эгоистичной ДНК и несут ответственность за распространение мусорной ДНК.

К 1980 году стало очевидно, что большая часть повторяющейся ДНК в геноме человека связана с транспозонами . Это побудило к появлению серии статей и писем, описывающих транспозоны как эгоистическую ДНК, которая действует как паразит в геномах и не дает организму никаких преимуществ в приспособленности. [34] [35] [36] [37] [38]

Противники «мусорной» ДНК интерпретировали эти результаты как свидетельство того, что большая часть генома функциональна, и разработали несколько гипотез, утверждающих, что последовательности транспозонов могут принести пользу организму или виду. [39] Самым главным противником мусорной ДНК в то время был Томас Кавальер-Смит , который утверждал, что дополнительная ДНК необходима для увеличения объема ядра и обеспечения более эффективного транспорта через ядерную мембрану. [40]

Позиции двух сторон в споре ужесточились: одна сторона полагала, что эволюция согласуется с большим количеством мусорной ДНК, а другая сторона полагала, что естественный отбор должен устранить мусорную ДНК. Эти различные взгляды на эволюцию были подчеркнуты в письме Томаса Джукса , сторонника мусорной ДНК, Фрэнсису Крику от 20 декабря 1979 года: [41]

Дорогой Фрэнсис, я уверен, что вы понимаете, как ужасно разозлятся многие люди, если вы скажете, что большая часть ДНК — мусор. Генетики будут злиться, потому что они думают, что ДНК священна. Эволюционисты-дарвинисты будут возмущены, потому что они верят, что каждое изменение в ДНК, принятое в ходе эволюции, обязательно является адаптивным изменением. Предположение чего-либо иного является оскорблением священной памяти Дарвина.

Другая точка зрения была высказана Бриттеном и Коном в их основополагающей статье о повторяющейся ДНК. [17]

Концепция, которая нам противна, заключается в том, что около половины ДНК высших организмов тривиальна или постоянно инертна (в эволюционном масштабе времени).

Мусорная ДНК и некодирующая ДНК

В популярной прессе и научной литературе существует значительная путаница относительно различия между некодирующей ДНК и мусорной ДНК.

Согласно недавней статье, опубликованной в журнале American Scientist :

Около 99 процентов нашего генома исторически классифицировалось как некодирующая, бесполезная «мусорная» ДНК. Следовательно, эти последовательности редко изучались. [42]

В недавней книге говорится:

Когда ее впервые обнаружили, негенную ДНК иногда называли (несколько насмешливо люди, которые не знали ничего лучше) «мусорной ДНК», потому что она не имела очевидной полезности, и они глупо полагали, что, если она не несет кодирующей информации, она, должно быть, бесполезна. мусор. [43]

Общей темой является то, что первоначальные сторонники мусорной ДНК считали всю некодирующую ДНК мусорной и обычно игнорировали ее. [2] [6] Это утверждение было приписано статье Дэвида Комингса в 1972 году [28] , где он, как сообщается, сказал, что мусорная ДНК относится ко всей некодирующей ДНК. [19] Но Камингс никогда этого не говорил. В этой статье он обсуждает некодирующие гены рибосомальных РНК и тРНК, а также некодирующую регуляторную ДНК и предлагает несколько возможных функций основной массы некодирующей ДНК. [28] В другой публикации того же года Комингс снова обсуждает термин «мусорная ДНК», четко понимая, что он не включает в себя некодирующие регуляторные последовательности. [44]

Эти заявления подверглись критике со стороны многих авторов за искажение истории мусорной ДНК; [1] [45] [46] [47] [2] например:

Это просто неправда, что некодирующая ДНК уже давно считается бесполезным мусором и что функциональные гипотезы были предложены лишь недавно – несмотря на частоту, с которой это клише повторяется в сообщениях средств массовой информации и в слишком многих научных исследованиях. [48]

Некоторые критические замечания были резкими:

Утверждения ревизионистов, приравнивающие некодирующую ДНК к мусору, просто показывают, что люди, которым разрешено демонстрировать свою логорею в Nature и других гламурных журналах, так же невежественны, как и худшие креационисты из числа молодых земных. [49]

С 1960-х годов сторонники «мусорной» ДНК были хорошо осведомлены о функциональной некодирующей ДНК и даже обсуждали возможные функции, когда были идентифицированы новые типы некодирующих последовательностей. [2] Например, существование функциональных некодирующих элементов ДНК, таких как некодирующие гены, регуляторные последовательности, точки начала репликации и центромеры, было хорошо известно в конце 1960-х годов, когда была предложена идея мусорной ДНК. [50] Многие из основных сторонников «мусорной» ДНК прямо отмечали важность (некодирующих) регуляторных последовательностей и затрагивали вопрос о том, являются ли регуляторные последовательности незначительной частью функционального генома или же регуляторные последовательности занимают большую часть генома человека. . [16] [44] [51] Ранние сторонники мусорной ДНК не основывали свои аргументы на невежестве; они основывали свои аргументы на том, что было известно о размерах генома, дупликации генов, мутационной нагрузке и популяционной генетике. [2] (См. «История мусорной ДНК».)

Некоторые утверждают, что термин «некодирующая ДНК» неудачен, поскольку он звучит как «бессмысленная последовательность, которая вообще ничего не делает». Они предлагают заменить эту вводящую в заблуждение фразу «нетранслированной ДНК». [52]

Идентифицирующая функция

Фраза «мусорная ДНК» является спорной, и различные точные определения (и связанные с ними подходы) дают совершенно разные оценки ее распространенности. [6] Резкие возражения против термина «мусорная ДНК» побудили некоторых выступать за более нейтральную номенклатуру, такую ​​как «нефункциональная ДНК». [1]

Сторонники мусорной ДНК определяют «функциональную» ДНК как ДНК, которая в настоящее время находится в стадии очищающего отбора. Например, Дэн Гаур в своем учебнике «Молекулярная и геномная эволюция».

«Функциональная ДНК относится к любому сегменту генома, функция выбранного эффекта которого является той, для которой она была выбрана и/или с помощью которой она поддерживается. Большинство функциональных последовательностей сохраняются посредством очищающего отбора». [53]

Такое определение «функции» называется функцией обслуживания. [54] [55] Были опубликованы и другие подобные определения, но все они имеют общую идею о том, что мусорная ДНК — это ДНК, которая не имеет функции, а это означает, что она не находится под негативным селективным давлением. [46] [1] [45] Около 11% или менее человеческого генома законсервировано [56] [57] и около 7% находится в стадии очищающего отбора. [58]

Биохимическая активность — еще один критерий, используемый для оценки функциональных элементов. Биохимическая активность включает в себя то, транскрибируется ли данный локус или связывается ли он с фактором транскрипции. В серии статей, опубликованных в 2012 году, проект Энциклопедия элементов ДНК ( ENCODE ) сообщил, что обнаруживаемая биохимическая активность наблюдалась в регионах, охватывающих не менее 80% генома человека. [59] Эти выводы были подкреплены рекламной кампанией, объявляющей о прекращении использования мусорной ДНК. [60] [61]

Выводы ENCODE были оспорены в серии публикаций в течение следующих нескольких лет, причем некоторые из них предполагали, что многие транскрипты являются ложными транскриптами, которые не обязательно происходят из функциональных областей генома. Они также предположили, что многие сайты связывания транскрипционных факторов являются нефункциональными сайтами, которые случайно встречаются в больших геномах. [62] [1] [63] [64] [65] [2] [46] [66] [5] [45]

В 2014 году исследователи ENCODE ответили, что у различных подходов (генетических, эволюционных, биохимических), используемых для получения оценок функциональных элементов, есть как ограничения, так и преимущества. Они согласились, что биохимическая активность сама по себе не является надежным индикатором функции, и не стали повторять свое более раннее утверждение о том, что 80% генома функционально. Их пересмотренная позиция заключается в том, что данные ENCODE могут использоваться для идентификации элементов-кандидатов, которые можно дополнительно изучить, чтобы увидеть, являются ли они функциональными, и что этот вклад «гораздо важнее, чем любая промежуточная оценка функциональной части человеческого генома». " [9]

Самая последняя попытка определить функцию с использованием биохимической активности сосредоточена на выявлении того, какие транскрипты выполняют функцию и какие сайты связывания транскрипционных факторов являются истинными регуляторными последовательностями. [67] Одним из способов отличить истинную функциональную биохимическую активность от ложной нефункциональной биохимической активности является поиск доказательств сохранения последовательности или очищающего отбора. Противники «мусорной» ДНК утверждают, что биохимическая активность обнаруживает функциональные области генома, которые не идентифицируются методами сохранения последовательности или очищающего отбора. [68] [8] [69]

Измерения и оценки

Различные методологии, основанные на разных неявных определениях, дают разные оценки нефункциональной части генома. [6]

Например, 20% геномной ДНК человека не проявляют заметной биохимической активности [59] , но методы сравнительной геномики оценивают нефункциональную фракцию в 85-92%. [70] [9] [56] Следовательно, разные точные определения мусорной ДНК дадут разные точные пропорции. Каждый метод имеет ограничения; например, генетические подходы могут упускать из виду функциональные элементы, которые физически не проявляются в организме; эволюционные подходы сталкиваются с трудностями при использовании точного выравнивания последовательностей нескольких видов, поскольку геномы даже близкородственных видов значительно различаются; а биохимические признаки не всегда автоматически обозначают функцию. [9] В конечном итоге генетические, эволюционные и биохимические подходы могут быть использованы взаимодополняющим образом для выявления областей, которые могут быть функциональными в биологии человека и заболеваниях. [9]

Биохимическая активность

Одним из критериев, который использовался для оценки функциональных элементов, является биохимическая активность. [71] Обнаруживаемая биохимическая активность (например , транскрипция , ассоциация факторов транскрипции , структура хроматина и модификация гистонов ) наблюдалась по меньшей мере для 80% геномной ДНК человека в рамках проекта Энциклопедии элементов ДНК ( ENCODE ). [59] Это формирует верхнюю оценку функциональной части генома человека, поскольку биохимическая активность не обязательно является биологической функцией или селективным преимуществом . [62] [1] [64] [2] [46] Например, сайты связывания транскрипционных факторов короткие и могут быть случайно обнаружены по всему геному [72], а 70% транскрибируемых последовательностей содержат менее 1 транскрипта на клетку и так же может быть ложная фоновая транскрипция. [9]

Генетическая функция

Дебатам способствует то, что не существует единого мнения о том, что представляет собой «функциональный» элемент в геноме, поскольку генетики, биологи-эволюционисты и молекулярные биологи используют разные подходы и определения «функции», [9] часто с недостатком ясности. что они означают в литературе. [55] Из-за неоднозначности терминологии существуют разные точки зрения по этому вопросу. [73]

Однако широко распространенная транскрипция и сплайсинг в геноме человека обсуждаются как еще один индикатор генетической функции в дополнение к геномной консервативности, которая может пропускать плохо консервативные функциональные последовательности. [9] Большая часть очевидной «мусорной» ДНК участвует в эпигенетической регуляции и, по-видимому, необходима для развития сложных организмов. [74] [75] [76]

Некоторые критики утверждают, что функциональность можно оценить только на основе соответствующей нулевой гипотезы . В этом случае нулевая гипотеза будет состоять в том, что эти части генома нефункциональны и обладают свойствами, будь то на основе консервации или биохимической активности, которые можно было бы ожидать от таких участков на основе нашего общего понимания молекулярной эволюции и биохимия . По мнению этих критиков, до тех пор, пока не будет показано, что рассматриваемый регион имеет дополнительные функции, помимо того, что ожидается от нулевой гипотезы, его следует временно назвать нефункциональным. [77]

Данные генома

Данные секвенирования генома дают веские аргументы в пользу «мусорной» ДНК. Например, в геноме человека есть тысячи участков, которые могут быть потеряны без заметного (или известного) воздействия. Эти сайты могут охватывать сотни тысяч пар оснований , и известно множество делеций более миллиона пар оснований. [78] Фактически, сотни таких локусов содержат известные гены, так что даже эти гены кажутся ненужными. [78]

Эволюционное воздействие

Одним из показателей функциональности геномной области является то, что эта последовательность была сохранена путем очищающего отбора (или если удаление последовательности является вредным для организма). Оценки функционально ограниченной части человеческого генома, основанные на эволюционной консервации с использованием сравнительной геномики, варьируются от 8 до 15%. [70] [9] [56] Это может все еще быть заниженной, если учесть ограничения, специфичные для происхождения. Однако другие выступают против того, чтобы полагаться исключительно на оценки сравнительной геномики из-за ее ограниченных возможностей, поскольку было обнаружено, что некодирующая ДНК участвует в эпигенетической активности и сложных сетях генетических взаимодействий и исследуется в эволюционной биологии развития . [74] [9] [75] [76]

Биологически функциональные последовательности также могут оказывать различное эволюционное воздействие на саму последовательность или на организм, в котором она обнаружена. Большая часть ДНК в больших геномах возникает в результате эгоистичной амплификации мобильных элементов . Некоторые из этих последовательностей выполняют биологическую функцию (транспозицию и саморепликацию в геноме хозяина), но не обеспечивают селективного преимущества организму-хозяину. [79]

Дополнительная сложность заключается в том, что большое количество нефункциональных фоновых транскриптов, продуцируемых нефункциональными последовательностями, может эволюционировать в функциональные элементы de novo . [80] [81] Таким образом, последовательность, подходящая под строгое определение мусора как не имеющего биологической функции и никакого эффекта приспособленности, все же может иметь долгосрочное эволюционное значение. [82] [83]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcdef Эдди SR (ноябрь 2012 г.). «Парадокс C-значения, мусорная ДНК и КОДИРОВАНИЕ». Современная биология . 22 (21): 898–899 рэндов. Бибкод : 2012CBio...22.R898E. дои : 10.1016/j.cub.2012.10.002 . PMID  23137679. S2CID  28289437.
  2. ^ abcdefg Palazzo AF, Грегори Т.Р. (май 2014 г.). «Дело о мусорной ДНК». ПЛОС Генетика . 10 (5): e1004351. дои : 10.1371/journal.pgen.1004351 . ПМК 4014423 . ПМИД  24809441. 
  3. ^ Гил Р. и Латорре А. (2012). «Факторы, лежащие в основе ненужной ДНК бактерий». Гены . 3 (4): 634–650. дои : 10.3390/genes3040634 . ПМЦ 3899985 . ПМИД  24705080. 
  4. ^ abc Оно S (1972). «Аргумент в пользу генетической простоты человека и других млекопитающих». Журнал эволюции человека . 1 (6): 651–662. дои : 10.1016/0047-2484(72)90011-5.
  5. ^ аб Моранж М (2014). «Геном как многоцелевая структура, созданная эволюцией» (PDF) . Перспективы биологии и медицины . 57 (1): 162–171. дои : 10.1353/pbm.2014.0008. PMID  25345709. S2CID  27613442.
  6. ^ abcd Palazzo AF, Кеджиу Н.С. (2022). «Недарвиновская молекулярная биология». Передний. Жене . 13 : 831068. doi : 10.3389/fgene.2022.831068 . ПМЦ 8888898 . ПМИД  35251134. 
  7. ^ Жермен П.Л., Ратти Э. и Боэм Ф. (2014). «Мусорная или функциональная ДНК? КОДИРОВАНИЕ и спор о функциях». Биология и философия . 29 (6): 807–821. дои : 10.1007/s10539-014-9441-3. S2CID  254277794.
  8. ^ аб Мэттик Дж.С. (2023). «РНК из тумана». Тенденции в генетике . 39 (3): 187–207. дои : 10.1016/j.tig.2022.11.001. PMID  36528415. S2CID  254768457.
  9. ^ abcdefghij Келлис М., Уолд Б., Снайдер М.П., ​​Бернштейн Б.Е., Кундадже А., Маринов Г.К. и др. (апрель 2014 г.). «Определение функциональных элементов ДНК в геноме человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (17): 6131–6138. Бибкод : 2014PNAS..111.6131K. дои : 10.1073/pnas.1318948111 . ПМК 4035993 . ПМИД  24753594. 
  10. ^ Мюллер HJ (1950). «Наш груз мутаций». Американский журнал генетики человека . 2 (2): 111–175. ПМК 1716299 . ПМИД  14771033. 
  11. ^ Холдейн Дж (1949). «Скорость мутации человеческих генов». Эредитас . 35 : 267–273. дои : 10.1111/j.1601-5223.1949.tb03339.x .
  12. ^ Мюллер HJ (1966). «Генный материал как инициатор и организующая основа жизни» . Американский натуралист . 100 (915): 493–517. дои : 10.1086/282445. JSTOR  2459205. S2CID  84202145.
  13. ^ аб Кимура М (1968). «Скорость эволюции на молекулярном уровне» (PDF) . Природа . 217 (5129): 624–626. Бибкод : 1968Natur.217..624K. дои : 10.1038/217624a0. PMID  5637732. S2CID  4161261.
  14. ^ Ab King JL и Jukes TH (1969). «Недарвиновская эволюция». Наука . 164 (3881): 788–798. Бибкод : 1969Sci...164..788L. дои : 10.1126/science.164.3881.788. ПМИД  5767777.
  15. ^ Охта Т. и Кимура М. (1971). «Функциональная организация генетического материала как продукт молекулярной эволюции». Природа . 233 (5315): 118–119. Бибкод : 1971Natur.233..118O. дои : 10.1038/233118a0. PMID  16063236. S2CID  13344748.
  16. ^ abcd Томас Калифорния младший (1971). «Генетическая организация хромосом». Ежегодный обзор генетики . 5 : 237–256. doi : 10.1146/annurev.ge.05.120171.001321. ПМИД  16097657.
  17. ^ Аб Бриттен Р. и Коне Д. (1968). «Повторяющиеся последовательности в ДНК». Наука . 161 (3841): 529–540. Бибкод : 1968Sci...161..529B. дои : 10.1126/science.161.3841.529. ПМИД  4874239.
  18. ^ Бриттен Р.Дж. и Дэвидсон Э.Х. (1969). «Генная регуляция высших клеток: теория». Наука . 165 (3891): 349–357. Бибкод : 1969Sci...165..349B. дои : 10.1126/science.165.3891.349. ПМИД  5789433.
  19. ^ аб Грегори Т.Р. (2005). «Эволюция размера генома у животных». Эволюция генома . Эльзевир. стр. 3–87.
  20. ^ Левин Б. (1974). «Глава 4: Последовательности эукариотической ДНК». Экспрессия гена-2: эукариотические хромосомы . Джон Уайли и сыновья.
  21. ^ Левин Б. (1974). «Организация последовательностей эукариотической ДНК: определение единицы экспрессии генов». Клетка . 1 (3): 107–111. дои : 10.1016/0092-8674(74)90125-1.
  22. ^ Левин Б. (1974). «Глава 5: Транскрипция и процессинг РНК». Экспрессия гена-2: эукариотические хромосомы . Джон Уайли и сыновья.
  23. ^ О'Брайан С (1973). «Об оценке функционального числа генов у эукариот» . Новая биология природы . 242 (115): 52–54. дои : 10.1038/newbio242052a0. ПМИД  4512011.
  24. ^ Бишоп Дж (1974). «Игра в генные числа». Клетка . 2 (2): 81–86. дои : 10.1016/0092-8674(74)90095-6. ПМИД  4616752.
  25. ^ Кимура М. и Охта Т. (1971). «Полиморфизм белков как этап молекулярной эволюции». Природа . 229 (5285): 467–469. Бибкод : 1971Natur.229..467K. дои : 10.1038/229467a0. PMID  4925204. S2CID  4290427.
  26. ^ Sweet A (2022). Реквием по гену: проблема мусорной ДНК для молекулярной парадигмы (МА). Чикагский университет.
  27. ^ аб Оно С (1972). «В нашем геноме так много «мусорной» ДНК». Брукхейвенские симпозиумы по биологии . 23 : 366–370. ПМИД  5065367.
  28. ^ abc Comings DE (1972). «Строение и функции хроматина». Достижения генетики человека . Спрингер. стр. 237–431.
  29. ^ Моранж М (2020). «Глава 17: Расщепление генов и сплайсинг». Черный ящик биологии: история молекулярной революции . Издательство Гарвардского университета.
  30. ^ Гилберт В. (1978). «Почему гены разбиты на кусочки?». Природа . 271 (5645): 501. Бибкод : 1978Natur.271..501G. дои : 10.1038/271501a0 . PMID  622185. S2CID  4216649.
  31. ^ Гилберт В. (1985). «Возвращение к генам в кусочках». Наука . 228 (4701): 823–824. Бибкод : 1985Sci...228..823G. дои : 10.1126/science.4001923. ПМИД  4001923.
  32. ^ Крик Ф (1979). «Расщепление генов и сплайсинг РНК». Наука . 204 (4390): 264–271. Бибкод : 1979Sci...204..264C. дои : 10.1126/science.373120. ПМИД  373120.
  33. ^ Дулитл В. (1978). «Гены по кусочкам: были ли они когда-нибудь вместе?». Природа . 272 (5654): 581–582. Бибкод : 1978Natur.272..581D. дои : 10.1038/272581a0 . S2CID  4162765.
  34. ^ Дулитл, В.Ф. и Сапиенца С. (1980). «Эгоистичные гены, парадигма фенотипа и эволюция генома». Природа . 284 (5757): 601–603. Бибкод : 1980Natur.284..601D. дои : 10.1038/284601a0. PMID  6245369. S2CID  4311366.
  35. ^ Оргель Л.Е. и Крик Ф.Х. (1980). «Эгоистичная ДНК: величайший паразит». Природа . 284 (5757): 604–607. Бибкод : 1980Natur.284..604O. дои : 10.1038/284604a0. PMID  7366731. S2CID  4233826.
  36. ^ Гловер Дж. (1980). «Невежественная ДНК?». Природа . 285 (5767): 618–619. Бибкод : 1980Natur.285..618D. дои : 10.1038/285618a0 . PMID  7393318. S2CID  4261755.
  37. ^ Довер Г. и Дулиттл В.Ф. (1980). «Пути эволюции генома». Природа . 288 (5792): 646–647. Бибкод : 1980Natur.288..646D. дои : 10.1038/288646a0 . PMID  6256636. S2CID  8938434.
  38. ^ Джайн Гонконг (1980). «Случайная ДНК». Природа . 288 (5792): 647–648. Бибкод : 1980Natur.288..647J. дои : 10.1038/288647a0 . PMID  7453799. S2CID  31899622.
  39. ^ Кавалер-Смит Т (1980). «Насколько эгоистична ДНК?». Природа . 285 (5767): 617–618. Бибкод : 1980Natur.285..617C. дои : 10.1038/285617a0 . PMID  7393317. S2CID  27111068.
  40. ^ Кавалер-Смит Т (1978). «Контроль объема ядра с помощью скелетно-ядерной ДНК, отбор по объему клеток и скорости их роста, а также решение парадокса C-значения ДНК» . Журнал клеточной науки . 34 : 247–278. дои : 10.1242/jcs.34.1.247. ПМИД  372199.
  41. ^ Томас Дж (29 декабря 1979 г.). «письмо Фрэнсису Крику». Национальные институты здравоохранения (США) .
  42. ^ Мортола Э, Лонг М (2021). «Превращаем мусор в нас: как рождаются гены». Американский учёный . 109 : 174–182.
  43. ^ МакХьюген А (2020). ДНК демистифицирована: раскрытие двойной спирали . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Издательство Оксфордского университета.
  44. ^ ab Comings DE (1972). «Обзор эволюции генетических систем ». Американский журнал генетики человека . 25 : 340–342.
  45. ^ abc Ню Д.К., Цзян Л. (2013). «Может ли ENCODE сказать нам, сколько мусорной ДНК мы несем в своем геноме?». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 430 (4): 1340–1343. дои : 10.1016/j.bbrc.2012.12.074. ПМИД  23268340.
  46. ^ abcd Граур Д., Чжэн Ю., Прайс Н., Азеведо Р.Б., Зуфалл Р.А., Эльхайк Э. (2013). «О бессмертии телевизоров: «функция» в геноме человека согласно неэволюционному евангелию ENCODE». Геномная биология и эволюция . 5 (3): 578–590. doi : 10.1093/gbe/evt028. ПМЦ 3622293 . ПМИД  23431001. 
  47. ^ Граур Д., Чжэн Ю., Азеведо Р.Б. (2015). «Эволюционная классификация геномных функций». Геномная биология и эволюция . 7 (3): 642–645. doi : 10.1093/gbe/evv021. ПМК 5322545 . ПМИД  25635041. 
  48. ^ Эллиотт Т.А., Линквист С. и Грегори Т.Р. (2014). «Концептуальные и эмпирические проблемы приписывания функций мобильным элементам» (PDF) . Американский натуралист . 184 (1): 14–24. дои : 10.1086/676588. PMID  24921597. S2CID  14549993.
  49. ^ Граур Д (2017). «Мусорная ДНК: нефункциональная часть человеческого генома». В Сайто Н (ред.). Эволюция генома человека I. Спрингер. стр. 19–60.
  50. ^ Уотсон Дж (1965). Молекулярная биология гена . Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: WA Benjamin, Inc.
  51. ^ Оно С (1972). «Простота систем регулирования млекопитающих». Биология развития . 27 (1): 131–136. дои : 10.1016/0012-1606(72)90117-0. ПМИД  4550569.
  52. ^ Докинз Р. и Вонг Ю. (2016). «Рассказ горбатого пузырчатника». Рассказ предка 2-е изд . Вайденфельд и Николсон.
  53. ^ Граур Д (2016). Молекулярная и геномная эволюция . Сандерленд, Массачусетс (США): ISBN Sinauer Associates, Inc. 9781605354699.
  54. ^ Линквист С (2022). «Причинно-ролевая близорукость и функциональное исследование мусорной ДНК». Биология и философия . 37 (4): 1–23. дои : 10.1007/s10539-022-09853-2.
  55. ^ ab Linquist S, Doolittle WF, Palazzo AF (1 апреля 2020 г.). «Разъяснение слова на букву F в геномике». ПЛОС Генетика . 16 (4): e1008702. дои : 10.1371/journal.pgen.1008702 . ПМЦ 7153884 . ПМИД  32236092. 
  56. ^ abc Рэндс CM, Мидер С., Понтинг CP, Лантер G (июль 2014 г.). «8,2% человеческого генома ограничены: различия в скорости оборота между классами функциональных элементов в человеческой линии». ПЛОС Генетика . 10 (7): e1004525. дои : 10.1371/journal.pgen.1004525 . ПМК 4109858 . ПМИД  25057982. 
  57. ^ Кристмас MJ, Каплов IM, Genereux DP, Донг MX, Хьюз GM, Ли X и др. (2023). «Эволюционные ограничения и инновации среди сотен плацентарных млекопитающих». Наука . 380 (6643): 366. doi :10.1126/science.abn3943. hdl : 10230/59591 . ПМИД  37104599.
  58. ^ Халлдорссон Б.В., Эггертссон Х.П., Мур К.Х., Хаусведелл Х., Эйрикссон О., Ульфарссон М.О. и др. (2022). «Последовательности 150 119 геномов в биобанке Великобритании». Природа . 607 (7920): 732–740. Бибкод : 2022Natur.607..732H. дои : 10.1038/s41586-022-04965-x. hdl : 20.500.11815/3726 . ПМИД  35859178.
  59. ^ abc Данхэм I, Кундадже А., Олдред С.Ф., Коллинз П.Дж., Дэвис Калифорния, Дойл Ф. и др. (Консорциум проекта ENCODE) (сентябрь 2012 г.). «Комплексная энциклопедия элементов ДНК в геноме человека». Природа . 489 (7414): 57–74. Бибкод : 2012Natur.489...57T. дои : 10.1038/nature11247. ПМЦ 3439153 . ПМИД  22955616. .
  60. ^ Пенниси Э (2012). «Проект ENCODE пишет хвалебную речь мусорной ДНК» . Наука . 337 (6099): 1159–1161. дои : 10.1126/science.337.6099.1159.
  61. ^ Казан Д., Фьюми Дж. и Лауренти П. (2015). «L'apophénie d'ENCODE ou Pangloss исследует геном человека». Медицина/Науки . 31 (6–7): 680–686. doi : 10.1051/medsci/20153106023. ПМИД  26152174.
  62. ^ аб Маккай Р. (24 февраля 2013 г.). «Ученые подверглись нападкам из-за утверждения, что «мусорная ДНК» жизненно важна для жизни». Наблюдатель .
  63. ^ Эдди С.Р. (2013). «Проект ENCODE: ошибки, омрачающие успех». Современная биология . 23 (7): Р259–Р261. Бибкод : 2013CBio...23.R259E. дои : 10.1016/j.cub.2013.03.023 . ПМИД  23578867.
  64. ^ ab Doolittle WF (апрель 2013 г.). «Является ли мусорная ДНК чушью? Критика ENCODE». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (14): 5294–5300. Бибкод : 2013PNAS..110.5294D. дои : 10.1073/pnas.1221376110 . ПМЦ 3619371 . ПМИД  23479647. 
  65. ^ Брюне Т.Д. и Дулиттл В.Ф. (2014). «Правильное выполнение функции». Труды Национальной академии наук (США) . 111 (33): Е3365. Бибкод : 2014PNAS..111E3365P. дои : 10.1073/pnas.1409762111 . ПМК 4143013 . 
  66. ^ Дулиттл В.Ф., Брюне Т.Д., Линквист С. и Грегори Т.Р. (2014). «Различие между «функцией» и «эффектом» в биологии генома». Геномная биология и эволюция . 6 (5): 1234–1237. дои : 10.1093/gbe/evu098. ПМК 4041003 . 
  67. ^ Абаскаль Ф., Акоста Р., Аддлман Н.Дж., Адриан Дж. и др. (30 июля 2020 г.). «Расширенные энциклопедии элементов ДНК в геномах человека и мыши». Природа . 583 (7818): 699–710. Бибкод : 2020Natur.583..699E. дои : 10.1038/s41586-020-2493-4. ПМЦ 7410828 . PMID  32728249. Функциональные элементы определяются как дискретные, линейно упорядоченные особенности последовательности, которые определяют молекулярные продукты (например, гены, кодирующие белки, или некодирующие РНК) или биохимические активности с механистической ролью в регуляции генов или генома (например, промоторы транскрипции или усилители). 
  68. ^ Мэттик Дж.С. и Дингер М.Э. (2013). «Степень функциональности генома человека». Журнал Хьюго . 7 :2. дои : 10.1186/1877-6566-7-2 . ПМЦ 4685169 . 
  69. ^ Мэттик Дж.С. (2023). «Кунианская революция в молекулярной биологии: большинство генов в сложных организмах экспрессируют регуляторные РНК». Биоэссе . 2300080 (9). doi : 10.1002/bies.202300080 .
  70. ^ ab Ponting CP, Hardison RC (ноябрь 2011 г.). «Какая часть человеческого генома функциональна?». Геномные исследования . 21 (11): 1769–1776. дои : 10.1101/гр.116814.110. ПМК 3205562 . ПМИД  21875934. 
  71. ^ Абаскаль Ф., Акоста Р., Аддлман Н.Дж., Адриан Дж. и др. (30 июля 2020 г.). «Расширенные энциклопедии элементов ДНК в геномах человека и мыши». Природа . 583 (7818): 699–710. Бибкод : 2020Natur.583..699E. дои : 10.1038/s41586-020-2493-4. ПМЦ 7410828 . PMID  32728249. Функциональные элементы определяются как дискретные, линейно упорядоченные особенности последовательности, которые определяют молекулярные продукты (например, гены, кодирующие белки, или некодирующие РНК) или биохимические активности с механистической ролью в регуляции генов или генома (например, промоторы транскрипции или усилители). 
  72. ^ Ламберт С.А., Джолма А., Кампителли Л.Ф., Дас ПК, Инь Ю, Альбу М и др. (февраль 2018 г.). «Факторы транскрипции человека». Клетка . 172 (4): 650–665. дои : 10.1016/j.cell.2018.01.029 . PMID  29425488. S2CID  3599827.
  73. ^ Дулиттл WF (декабрь 2018 г.). «Мы просто не можем и дальше столь расплывчато относиться к «функции»». Геномная биология . 19 (1): 223. дои : 10.1186/s13059-018-1600-4 . ПМК 6299606 . ПМИД  30563541. 
  74. ^ аб Кэри М (2015). Мусорная ДНК: путешествие сквозь темную материю генома . Издательство Колумбийского университета. ISBN 978-0-231-17084-0.[ нужна страница ]
  75. ^ аб Лю Дж., Мэттик Дж.С., Тафт Р.Дж. (июль 2013 г.). «Метаанализ геномного и транскриптомного состава сложной жизни». Клеточный цикл . 12 (13): 2061–2072. дои : 10.1186/1877-6566-7-2 . ПМЦ 4685169 . ПМИД  23759593. 
  76. ^ аб Моррис К., изд. (2012). Некодирующие РНК и эпигенетическая регуляция экспрессии генов: движущие силы естественного отбора . Норфолк, Великобритания: Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-94-3.[ нужна страница ]
  77. ^ Палаццо AF, Ли ES (2015). «Некодирующая РНК: что функционально, а что мусор?». Границы генетики . 6 :2. дои : 10.3389/fgene.2015.00002 . ПМК 4306305 . ПМИД  25674102. 
  78. ^ ab Судмант П.Х., Рауш Т., Гарднер Э.Дж., Handsaker RE, Абызов А., Хаддлстон Дж. и др. (1 октября 2015 г.). «Интегрированная карта структурных вариаций 2504 геномов человека». Природа . 526 (7571): 75–81. Бибкод : 2015Natur.526...75.. doi :10.1038/nature15394. ISSN  0028-0836. ПМЦ 4617611 . ПМИД  26432246. 
  79. ^ Дулитл В.Ф., Sapienza C (апрель 1980 г.). «Эгоистичные гены, парадигма фенотипа и эволюция генома». Природа . 284 (5757): 601–603. Бибкод : 1980Natur.284..601D. дои : 10.1038/284601a0. PMID  6245369. S2CID  4311366.
  80. ↑ Палаццо А.Ф., Кунин Е.В. (ноябрь 2020 г.). «Функциональные длинные некодирующие РНК развиваются из мусорных транскриптов». Клетка . 183 (5): 1151–1161. дои : 10.1016/j.cell.2020.09.047 . PMID  33068526. S2CID  222815635.
  81. ^ Граур Д., Чжэн Ю., Азеведо Р.Б. (январь 2015 г.). «Эволюционная классификация геномных функций». Геномная биология и эволюция . 7 (3): 642–645. doi : 10.1093/gbe/evv021. ПМК 5322545 . ПМИД  25635041. 
  82. ↑ Шмитц Дж. Ф., Ульрих К. К., Борнберг-Бауэр Э. (10 сентября 2018 г.). «Зарождающиеся гены de novo могут развиваться из замороженных случайностей, избежавших быстрого обмена транскриптов» . Экология и эволюция природы . 2 (10): 1626–1632. Бибкод : 2018NatEE...2.1626S. дои : 10.1038/s41559-018-0639-7. ISSN  2397-334Х. PMID  30201962. S2CID  256705263.
  83. ↑ Неме Р., Таутц Д. (2 февраля 2016 г.). «Быстрая смена транскрипции генома в ходе эволюции подвергает всю некодирующую ДНК возникновению генов de novo». электронная жизнь . 5 : e09977. doi : 10.7554/eLife.09977 . ISSN  2050-084X. ПМЦ 4829534 . ПМИД  26836309.