Satelitní DNA

Satelitní DNA je charakteristická složka  eukaryotického genomu sestávající z tandemově organizovaných repetic nukleotidových sekvencí. Satelitní DNA nekóduje proteiny a je lokalizována v konstitutivním heterochromatinu chromozomů [1] . Satelitní DNA je charakteristická pro telomerické a centromerické oblasti chromozomů [2] .

Zpočátku termín "satelitní DNA" znamenal tu část eukaryotického genomu , která byla oddělena během gradientové ultracentrifugace, a proto by se měla lišit v hustotě a obsahu párů AT/GC od objemu DNA. Tento termín je technickým označením fyzikálně-chemických vlastností uvedených frakcí, nikoli odrazem jejich biologických vlastností. Později se ukázalo, že geny ribozomální RNA , mitochondriální a chloroplastová DNA mohou v gradientu tvořit samostatné vrcholy podobné satelitům. Na druhou stranu „skutečné“ satelity se složením GC identickým s hlavní DNA nelze oddělit od většiny DNA a nacházejí se jako „skryté“ satelity [1] .

Pojmy „satelitní DNA“ a minisatelitní a mikrosatelitní DNA by měly být jasně odlišeny. Hlavní rozdíl mezi nimi je zaprvé v tom, že mini- a mikrosatelity se na rozdíl od satelitní DNA nacházejí v euchromatinu , a za druhé, počet kopií repetic v mini- a mikrosatelitech je mnohem menší ve srovnání se satelitní DNA. Společná pro všechny tři komponenty je přítomnost tandemově uspořádaných repetic a předpony „mini-“ a „mikro-“ odrážejí rozdíly v délce opakujících se jednotek. Délka opakující se jednotky minisatelitní DNA je 10-100  párů bází , zatímco délka mikrosatelitní DNA je méně než 10 párů bází . Délka opakujícího se satelitního DNA motivu není omezena. Pohybuje se od 2 do několika stovek párů [1] .

Satelitní DNA by neměla být zaměňována se satelitními (satelitními) oblastmi akrocentrických chromozomů . Použití stejného termínu je nešťastná historická náhoda [3] .

Historie objevů a studia

Objev satelitní DNA je spojen s vývojem metody ultracentrifugace s hustotním gradientem. Koncem 50. a začátkem 60. let byla tato metoda hlavní metodou pro frakcionaci a charakterizaci celkové DNA. První experimenty centrifugace DNA v gradientu hustoty chloridu česného , ​​provedené na DNA z telecího brzlíku , ukázaly heterogenitu jejího složení. Samotný termín „satelitní DNA“ zavedl v roce 1961 Saul Keith jako výsledek experimentů na odstřeďování DNA opic rhesus, aligátorů, morčat a domácích myší [4] . Během těchto experimentů bylo zjištěno, že kromě hlavního píku v distribuci hustoty existuje menší „satelitní“ pík. Povaha tohoto typu DNA však zůstala neznámá. První předpoklady o povaze satelitní DNA byly učiněny o rok později. Schildkraut a kolegové navrhli, že menší vrchol v distribuci hustoty DNA může být způsoben přítomností symbotických organismů nebo přítomností DNA obohacené o „neklasické“ nukleotidové báze, jako je 5-methylitosin [5] .

První otázkou po povaze satelitní DNA byla otázka intracelulární lokalizace. Výsledky experimentů srovnávajících profily plovoucí hustoty jaderné DNA a DNA chloroplastů listů špenátu ( Spinacia oleracea ) [6] , dále jaderné DNA a mitochondriální DNA hustých neurospor ( Neurospora crassa ) [7] , kvasinek [8 ] , zvířata [9] ukázala, že hustota vztlaku organelové DNA je vyšší než hustota jaderné DNA, což vedlo k závěru, že menší vrchol „satelitní DNA“ odkazuje na organelovou DNA . Ale práce následujících dvou let přispěla ke změně těchto názorů. Byla zjištěna heterogenita profilu vztlakové hustoty přímo jaderné DNA [10] [11] a také to, že významná (několik desítek procent) jaderná DNA patří k „satelitnímu“ vrcholu hustoty vztlaku [12] . Další experimenty na centrifugaci pomocí gradientů síranu česného , ​​iontů těžkých kovů, antibiotik umožnily najít „skryté“ satelity, tedy ukázat, že satelitní DNA není homogenní a skládá se z různých sekvencí [13] .

Satelitní typy DNA

Satelitní DNA se skládá z několika tandemových repetic stejné sekvence, jejichž délka se pohybuje od jednoho nukleotidového páru po několik tisíc párů bází [14] .

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 Hemleben V., Beridze T. G., Bakhman L., Kovarik J., Torres R. Satelitní DNA  // Advances in Biological Chemistry. - 2003. - T. 43 . - S. 267-306 . Archivováno z originálu 18. května 2015.
2. ↑ Nukleové kyseliny: od A do Z / B. Appel [et al.]. - M. : Binom: Knowledge Laboratory, 2013. - 413 s. - 700 výtisků.  - ISBN 978-5-9963-0376-2 .
3. ↑ Fogel F., Motulsky A. Lidská genetika: Ve 3 svazcích - M. : Mir, 1989. - T. 1. - S. 116-117. - 312 s. — ISBN 5-03-000287-1 .
4. ↑ Kit, S. Rovnovážná sedimentace v hustotních gradientech preparátů DNA ze zvířecích tkání // Journal of molekulární biologie. - 1961. - V. 3 , č. 6 . - S. 711IN1-716IN2 .
5. ↑ Schildkraut CL, Marmur J., Doty P. Stanovení základního složení deoxyribonukleové kyseliny z její vztlakové hustoty v CsCl // Journal of molekulární biologie. - 1962. - V. 4 , č. 6 . - S. 430-443 .
6. ↑ Chun EH, Vaughan MH, Rich A. Izolace a charakterizace DNA spojené s chloroplastovými přípravky // Journal of molekulární biologie. - 1963. - V. 7 , č. 2 . - S. 130-141 .
7. ↑ Luck, DJ, & Reich, E. (1964). DNA v mitochondriích Neurospora crassa . Proceedings of the National Academy of Sciences, 52(4), 931-938.
8. ↑ Tewari, K. K., Jayaraman, J., & Mahler, H. R. (1965). Separace a charakterizace mitochondriální DNA z kvasinek. Biochemical and biophysical research communications, 21(2), 141-148.
9. ↑ Rabinowitz, M., Sinclair, J., DeSalle, L., Haselkorn, R. , & Swift, H. H. (1965). Izolace deoxyribonukleové kyseliny z mitochondrií srdce a jater kuřecího embrya. Proceedings of the National Academy of Sciences, 53(5), 1126-1133.
10. ↑ Borst, P., & Ruttenberg, GJCM (1966). Renaturace mitochondriální DNA Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Nucleic Acids and Protein Synthesis, 114(3), 645-647.
11. ↑ Corneo G, Moore C, Sanadi DR, Grossman L, Marmur J (1966) Mitochondriální DNA u kvasinek a některých druhů savců. Science, 151, 687-689
12. ↑ Beridze, TG, Odintsova, MS, & Sissakyan, NM (1967). Distribuce složek DNA fazolových listů ve frakcích buněčných struktur. Mol Biol (Mosc), 1, 142-153.
13. ↑ Corneo, G., Ginelli, E., & Polli, E. (1971). Renaturační vlastnosti a lokalizace v heterochromatinu lidské satelitní DNA. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Nucleic Acids and Protein Synthesis, 247(4), 528-534.
14. ↑ MeSH Tandem + opakování

Literatura

• Beridze, Thengiz. Satelitní DNA  (neurčitá) . - Springer-Verlag , 1986. - ISBN 978-0-387-15876-1 .
• Hoy, Marjorie A. Molekulární genetika hmyzu: úvod do principů a  aplikací . - Academic Press , 2003. - S. 53. - ISBN 978-0-12-357031-4 .

Odkazy

• PlantSat.  Databáze rostlinné satelitní DNA . Laboratoř molekulární cytogenetiky, Ústav molekulární biologie rostlin, České Budějovice, Česká republika. Získáno 11. 5. 2013. Archivováno z originálu 17. 5. 2013.

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)