Molecular Biology of the cell клетканың молекулалық биологиясы Алтыншы басылым, І том
жүктеу/скачать 52,26 Mb. Pdf көрінісі
|
| 4.73-сурет.
Көп түрде кездесетін консервативтік тізбектерді анықтау. Осы мысалда көрсетілген әр организм геномының тізбектері адамның CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) генінің ауданымен салыстырылды; осы ауданда бір экзон мен көптеген интрондар бар. Әр организм жағдайында әр 25-нуклеотидтік блоктың адам тізбегімен ұқсастығының пайызы жасыл түспен таңба- ланған. Осыған қоса, есептеуіш алгоритм көмегімен барлық тізбектер алынған жағдайдағы жоғары консервативтік аудандар анықталды. Экзоннан басқа (күңгірт көк) көп түрде кездесетін консерва- тивтік тізбектердің басқа үш блогының орны анықталды (ашық көк). Адам геномындағы осындай тіз- бектердің басым бөлігінің функциясы белгісіз болып қалуда (Eric D. Green рұқсатымен қолданылды). Бұрыннан консервативті болып табылатын тізбектерде орын алған өзгерістер эволюцияның маңызды кезеңдерін анықтауға жол ашады Геном тізбегінің ақпараты қолымызға түскеннен бастап біз өте қызықты сұраққа жау- ап іздей бастаймыз: біздің ДНҚ-мыздағы қандай өзгерістер бізді басқа жануарлардан ГЕНОМДАР ҚАЛАЙ ДАМИДЫ? 279 ерекшелендірді? Немесе жеке түрлерді олардың туыстастарынан қандай қасиет ерек- шелендіреді? Мысалы, адам мен шимпанзе геномдарының тізбектері белгілі болғаннан кейін біз адам мен шимпанзе айырмашылықтарының себебі болатын тізбектерді іздей бастадық. Екі түрде де 3,2 миллиард нуклеотидтер жұбы бар екенін ескере отырып, бұл жұмыс ешқашан іске асырылмайтын мәселе болып көрінді. Бірақ осы мәселенің шешілуін көптеген түрлерде консервативті болатын және функционалдық тұрғыдан маңызды аудандарға жататын 35000 тізбектің (толық ұзындығы, шамамен, 5 миллион нуклеотидтер жұбынан тұрады) анықталуы жеңілдетті. Бұл тізбектер жоғары консерва- тивті болғанымен, консервативтілігі мінсіз болмайды. Сондықтан, бір түрдегі тізбекті екінші түрдегі тізбекпен салыстыра отырып, ортақ ататектерінен ажырағаннан бері олардың біршама өзгерістерге ұшырағанын көруге болады. Дегенмен, жағдайлардың қысқа уақыт бөлігінде кенеттен болған эволюциялық ырғақтың іздері көрінеді. Мыса- лы, басқа сүтқоректілер түрлерінде жоғары консервативті ДНҚ тізбектері, адам шим- панзеден ажырағаннан бері, 6 миллион жыл ішінде аса шапшаң түрде нуклеотидтік өзгерістерді жинады. Осындай адамның акселерацияланған аудандары (ААА, human accelerated regions – HARs) адамның қалыптасуы үшін маңызды болып саналады. Бір зерттеуде осындай сайттардың 50-ге жуығы анықталды. Ал, нықталған сайт- тардың, шамамен, төрттен бір бөлігі жүйкелік дамумен байланысты гендердің айнала- сында орналасатын болып шықты. Өзгерістерді ең көп жинайтын тізбектер (адам мен шимпанзе арасында 18, ал шимпанзе мен тауық арасында тек 2) әрі қарай зерттеліп, олардың ұзындығы 118 нуклеотидтен тұратын HAR1F (human accelerated region 1F) атты кодтамайтын РНҚ молекуласын кодтайтыны анықталды. HAR1F РНҚ молекуласы ми дамуының маңызды кезеңінде адамның бас ми қабығында түзіледі. HAR1F РНҚ мо- лекуласының функциясы әлі белгісіз, бірақ осындай жетістіктер адам миының маңызды қасиеттерін білуге жол ашады. Адам эвлюциясы үшін маңызды болған мутацияларды анықтаудың ұқсас тәсілі сүтқоректілерде эволюциясы барысында консервативті болып табылатын ДНҚ тіз- бектерін зерттеуден басталады, осы тәсіл жеке нуклеотидтерде жиналған өзгерістерді зерттеуден гөрі біздің ататектеріміздің шимпанзеден ажырағаннан бері 6 миллион жыл ішінде делецияларға тап болған хромосома сайттарын анықтауға негізделеді. Осындай 500-ге жуық тізбек – басқа жануарларда консервативті болатын, бірақ адамда кезде- спейтін – анықталды. Әр делеция, шамамен, 95 нуклеотидтік ауданды жояды. Осы де- лециялардың тек біреуі ғана белок кодтайтын ауданға әсер етеді: қалғандары көршілес орналасқан гендердің экспрессиясына әсер ететін аудандарды өзгертеді. Осындай ретте- гіш аудандардың үлкен бөлігі жүйке функциясына және/немесе стероидты сигналдауға қатысты гендердің жанында орналасатындығы белгілі болды. Сондықтан, болжау бой- ынша жүйке мен иммундық және көбею жүйелеріндегі өзгерістер адам эволюциясында маңызды рөл атқарды. Гендер экспрессиясын реттейтін ДНҚ тізбектеріндегі мутациялар омыртқалылардағы көптеген эволюциялық өзгерістер тудырды Геномдық тізбектер ақпараты, тіпті, миллиондаған жылдар бұрын болған жағдайларды анықтау мақсатында көптеген амалдармен зерттеле алынады. Мысалы, қайбіреулер омыртқалылар эволюциясында маңызды рөл атқарған ДНҚ-дағы реттегіш элемент- тердің пайда болуын зерттей алады. Осындай зерттеулердің біреуі ұзындығы, шама- |