Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ, МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И КЛИНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕНЕТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ
Юров И. Ю., Ворсанова С. Г., Воинова В. Ю., Чурносов М. И., Юров Ю. Б.,
3.3. Типы хромосомной ДНК
Вся нуклеотидная последовательность ДНК в геноме человека полностью установлена. Однако это утверждение относится лишь к эухроматиновым районам хромосом (около 90 % генома), в то время как определить полностью последовательности ДНК гетерохроматина пока не удалось. В состав генома человека входят уникальные последовательности ДНК, кодирующие отдельные гены, и многочисленные семейства повторяющихся последовательностей ДНК, которые являются транскрипционно неактивными. Повторяющиеся ДНК имеют два основных типа организации в хромосомной ДНК: тандемно повторяющиеся (или сателлитные) и диспергированные по геному последовательности.
К тандемно повторяющимся последовательностям относятся три основных типа ДНК: сателлитные, минисателлитные и микросателлитные ДНК. Сателлитная ДНК человека образована большими участками тандемно повторяющихся последовательностей различной сложности. Повторы ДНК этого типа не транскрибируются и расположены преимущественно в участках гетерохроматина генома – в центромерных участках всех хромосом и районах вторичных перетяжек.
Минисателлитные ДНК состоят из среднего размера (20–70 пн) тандемно повторяющихся единиц ДНК (до 1000 повторов длиной до 20 тысяч пн), диспергированных среди различных участков геномной ДНК. Минисателлиты обычно не транскрибируются. К этим повторам относятся так называемые гипервариабельные (высокополиморфные) минисателлитные ДНК, находящие применение при генетической идентификации личности (ДНК фингерпринт).
Микросателлитые ДНК представлены короткими тандемными повторами (1–4 пн), диспергированными по геному. Распространенные мононуклеотидные повторы (А или Т) образуют до 0,3 % генома человека. Динуклеотидные повторы формируют до 0,5 % генома. Тринуклеотидные или четырехнуклеотидные повторы относительно редки, но очень часто высокополиморфны и находят применение в разработке полиморфных маркеров для молекулярно-генетических исследований и диагностики.
Существует два основных класса диспергированных ДНК повторов, которые различаются по длине: короткие и длинные ДНК повторы. Короткие диспергированные ДНК повторы (SINEs) относятся к так называемому семейству Alu повторов. Длина Alu повторов составляет около 280 пн. Эти повторы встречаются примерно через каждые 3 тысячи пн, число которых составляет до одного миллиона на геном. Длинные диспергированные ДНК повторы (LINEs) относятся к так называемому семейству L1 или Kpn повторов. Усреднённая последовательность L1 повтора имеет длину 6,1 тысяч пн. Число этих повторов составляет более 100000 на геном.
Распределение уникальных и повторяющихся последовательностей ДНК в хромосомах человека неравномерно. Эухроматиновые районы хромосом содержат перемежающиеся участки, обогащённые короткими или длинными диспергированными повторами (Alu и L1). Гетерохроматиновые районы хромосом содержат, в основном, сателлитные ДНК повторы.