stringtranslate.com

Химерный ген

Химерные гены (буквально состоящие из частей из разных источников) образуются путем объединения частей двух или более кодирующих последовательностей для производства новых генов. Эти мутации отличаются от слитых генов , которые объединяют целые последовательности генов в единую рамку считывания и часто сохраняют свои исходные функции.

Формирование

Химерные гены могут формироваться несколькими различными способами. Многие химерные гены образуются в результате ошибок репликации или репарации ДНК , в результате чего фрагменты двух разных генов случайно объединяются. [1] Химерные гены также могут образовываться посредством ретротранспозиции , когда ретротранспозон случайно копирует транскрипт гена и вставляет его в геном в новом месте. В зависимости от того, где появляется новый ретроген , он может рекрутировать новые экзоны для производства химерного гена. Наконец, эктопическая рекомбинация , когда происходит обмен между частями генома, которые на самом деле не связаны между собой, также может производить химерные гены. Этот процесс часто происходит в геномах человека, и известно, что аномальные химеры, образующиеся в результате этого процесса, вызывают дальтонизм .

Эволюционное значение гибридных белков

Химерные гены играют важную роль в эволюции генетической новизны. Подобно дупликации генов , они обеспечивают источник новых генов, которые могут позволить организмам развивать новые фенотипы и адаптироваться к окружающей среде. В отличие от дубликатов генов, химерные белки сразу отличаются от своих родительских генов и, следовательно, с большей вероятностью будут выполнять совершенно новые функции.

Химерные слитые белки часто образуются в геномах [1] , и многие из них, вероятно, оказываются дисфункциональными и устраняются естественным отбором. Однако в некоторых случаях эти новые пептиды могут образовывать полностью функциональные генные продукты, которые избирательно выбираются и быстро распространяются среди населения.

Функции

Один из наиболее известных химерных генов был идентифицирован у дрозофилы и получил название Jingwei . [2] Этот ген образован из ретротранспонированной копии алкогольдегидрогеназы , которая объединилась с геном желтого императора с образованием нового белка. [2] Новые аминокислотные остатки, полученные из желтого императора, позволяют новому белку воздействовать на длинноцепочечные спирты и диолы, включая гормоны роста и феремоны. [3] Эти изменения влияют на развитие мух. В этом случае комбинация различных белковых доменов привела к созданию полностью функционального гена, одобренного отбором.

Функции многих химерных генов пока неизвестны. В некоторых случаях эти генные продукты бесполезны и могут даже вызывать такие заболевания, как рак.

Рекомендации

  1. ^ Аб Роджерс, Р.Л., Бедфорд, Т. и Хартл Д.Л. «Формирование и долговечность химерных и дубликатов генов у дрофилы». Генетика . 181: 313-322.
  2. ^ ab Long, M., CH Langley 1993. «Естественный отбор и происхождение jingwei , химерного процессированного функционального гена у дрозофилы ». Наука 260: 91-95.
  3. ^ Чжан Дж., Дин А.М., Брюне Ф., Лонг М. 2004. «Развивающееся функциональное разнообразие белков в новых генах дрозофилы ». Proc Natl Acad Sci USA 101: 16246-50.