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这种神奇的“跳跃基因”到处“旅游”,却不会让人变成另一个物种

这种神奇的“跳跃基因”到处“旅游”,却不会让人变成另一个物种

[来源:]    [作者]    [日期:2020-01-27 07:39]    [热度:]

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“跳动基因”——能够从基因组的一个点移动到另一个点的DNA片段——以在绵长的进化过程中添加遗传多样性而出名。

现在,坐落圣路易斯的华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)的一项新研讨标明,这些也被称为转位因子的基因发挥着另一个更令人惊奇的效果:安稳细胞核内DNA分子的3D折叠形式。

这项研讨宣布在1月24日的《基因组生物学》期刊上。

任何人类细胞的细胞核内的DNA分子都超越6英尺长。为了习惯这么小的空间,它有必要折叠成准确的回路,这些回路也操控着基因的敞开或封闭。随机移动的DNA片段能够为这些折叠形式供给安稳性,这好像违背直觉。

事实上,这一发现与一个长期以来的假定相对立,即DNA序列中字母的准确次序决议了DNA分子的全体结构。

”在一些当地,老鼠和人类基因组的三维折叠是相同的,你会希望锚定该形状的DNA字母序列也被保存在那里,”高档作者Ting Wang说。

“但这不是咱们发现的,至少不是在曩昔被称为‘废物DNA’的基因组部分。”

经过研讨小鼠和人类血细胞的DNA折叠,研讨人员发现,在许多DNA折叠形式经过进化得以保存的区域,树立这些折叠的DNA字母的遗传序列是不存在的。

它被细微地替代了。可是这种改动的序列,一种基因的替换,不会形成问题。

由于结构基本上坚持不变,所以功用也或许坚持不变,所以重要的东西没有改动。

“咱们惊奇地发现,一些年青的转位因子能够坚持旧的结构,”榜首作者Mayank N.K. Choudhary说,他是Wang实验室的博士生。

“详细的序列或许不同,但功用坚持不变。咱们发现,在曩昔的8千万年中,当老鼠和人类的一起先人初次各奔前程时,这种状况现已发生了很屡次。”

一个新的转位因子能够刺进本身,并发挥与现有锚定相同的效果,这一事真实基因组的调理部分——决议基因怎么以及何时敞开或封闭的DNA分子区域——形成了冗余。

依据研讨人员的说法,这种冗余使基因组更有弹性。

在供给新颖性和安稳性的一起,跳动基因或许有助于哺乳动物基因组完成重要的平衡,让动物灵敏地习惯改动的气候,例如,在维护生命所需的生物功用的一起,维护自己不受在地球上长期日子和繁衍所形成的DNA损害,以数千万到数亿年为单位。

即便如此,研讨人员仍是小心谨慎地将基因组中担任发生蛋白质的部分与其余部分区别开来。

在编码蛋白质的基因中,基因序列和结构都是保存的,而这项研讨并不与之对立。

可是,新的研讨标明,在基因组的非蛋白质编码区跳动的基因遵从不同于蛋白质编码基因的维护规矩。

“咱们的研讨改动了咱们对DNA非编码区域基因变异的了解,”Wang说。

“例如,对许多人的基因组进行的大规模查询发现,非编码区域存在许多变异,这些变异好像对基因调控没有任何影响,这一向令人困惑。可是依据咱们对转位因子的新了解,它更有意义——尽管部分序列能够改动,可是功用坚持不变。”

原文出处:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200124155114.htm

'Jumping genes' help stabilize DNA folding patterns

Washington University School of Medicine

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