高度重複序列
簡介
高度重複序列在基因組中重複頻率高,可達百萬(106)以上,因此復性速度很快。在基因組中所占比例隨種屬而異,約占10-60%,在人基因組中約占20%。高度重複順序又按其結構特點分為三種。
相關資料
1)倒位(反向)重複序列
這種重複順序復性速度極快,即使在極稀的DNA濃度下,也能很快復性,因此又稱零時復性部分,約占人基因組的5%。反向重複序列由兩個相同順序的互補拷貝在同一DNA鏈上反向排列而成。變性後再復性時,同一條鏈內的互補的拷貝可以形成鏈內鹼基配對,形成髮夾式或“+”字形結構。倒位重複(即兩個互補拷貝)間可有一到幾個核苷酸的間隔,也可以沒有間隔。沒有間隔的又稱回文(palimdr-ome),這種結構約占所有倒位重複的三分之一。若以兩個互補拷貝組成的倒位重複為一個單位,則倒位重複的單位約長300bp或略少。兩個單位之間有一平均1.6kb的片段相隔,兩對倒位重複單位之間的平均距離約12kb,亦即它們多數散布非群集於基因組中。
(2)衛星DNA
衛星DNA(satelliteDNA)是另一類高度重複序列,這類重複順序的重複單位一般由2-10bp組成,成串排列。由於這類序列的鹼基組成不同於其他部份,可用等密度梯度離心法將其與主體DNA分開,因而稱為衛星DNA或隨體DNA。在人細胞組中衛星DNA約占5-6%。按照它們的浮力密度不同,人的衛星DNA可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四種。果蠅的衛星DNA順序已經搞清楚,可分為三類,這三類衛星DNA都是由7bp組成的高度重複順序:衛星Ⅰ為5'ACAACT3',衛星Ⅱ為5'ACAAATT3'。而蟹的衛星DNA為只有AT兩個鹼基的重複順序組成。
(3)較複雜的重複單位組成的重複順序
這種重複順序為靈長類所獨有。用限制性內切酶HindⅢ消化非洲綠猴DNA,可以得到重複單位為172bp的高度重複順序,這種順序大部份由交替變化的嘌呤和嘧啶組成。有人把這類稱為α衛星DNA。而人的α衛星DNA更為複雜,含有多順序家族。
(4)高度重複順序的功能
a.參與複製水平的調節反向序列常存在於DNA複製起點區的附近。另外,許多反向重複序列是一些蛋白質(包括酶)和DNA的結合位點。
b.參與基因表達的調控DNA的重複順序可以轉錄到核內不均一RNA分子中,而有些反向重複順序可以形成髮夾結構,這對穩定RNA分子,免遭分解有重要作用.
c.參與轉位作用幾乎所有轉位因子的末端都包括反向重複順序,長度由幾個bp到1400bp。由於這種順序可以形成迴文結構,因此在轉位作用中即能連線非同源的基因,又可以被參與轉位的特異酶所識別。
d.與進化有關不同種屬的高度重複順序的核苷酸序列不同,具有種屬特異性,但相近種屬又有相似性。如人的α衛星DNA長度僅差1個鹼基(前者為171bp,後者為172bp),而且鹼基序列有65%是相同的,這表明它們來自共同的祖先。在進化中某些特殊區段保守的,而其他區域的鹼基序列則累積著變化。
e.同一種屬中不同個體的高度重複順序的重複次數不一樣,這可以作為每一個體的特徵,即DNA指紋
f.α衛星DNA成簇的分布在染色體著絲粒附近,可能與染色體減數分裂時染色體配對有關,即同源染色體之間的聯會可能依賴於具有染色體專一性的特定衛星DNA順序。