Palindromska sekvenca
A: Palindrom, B: petlja, C: drška
Palindromska sekvenca je sekvenca nukleinske kiseline u dvolančanoj molekuli DNK ili RNA, pri čemu je očitavanje u određenom smjeru (npr. 5 'do 3') na jednom lancu identičan u sekvenci u istom smjeru (npr. 5 'do 3') na komplementarnom lancu. Ova definicija palindroma stoga zavisi od toga da su komplementarni nizovi palindromni jedan prema drugom.
Značenje palindrom u kontekstu genetike razlikuje se malo od definicije koja se koristi za riječi i rečenice. Budući da je dvostruka spirala formirana od dva uparena antiparalelna lanca nukleotida koji teku u suprotnim pravcima, a nukleotidi su uvijek upareni na isti način: adenin (A) sa timinom (T) u DNK ili uracil (U) u RNK; citozin (C) sa guanin om ( G), za (jednolančanu) nukleotidnu sekvencu kaže se da je palindromna ako je jednaka njenom reverznom komplementu. Naprimjer, sekvenca DNK ACCTAGGT je palindromska jer je njen nukleotid po nukleotid komplementaran TGGATCCA, a obrnuti redoslijed nukleotida u komplementu daje originalnu sekvencu.
Palindromska nukleotidna sekvenca sposobna je da formira ukosnicu. Dio ukosnice je 'pseudodvolančani' dio jer je cijela ukosnica dio istog (jednog) lanca nukleinske kiseline. Palindromski motivi nalaze se u većini genoma ili skupova genetičkih instrukcija. Posebno su istraženi u bakterijama i hromosom imas u takozvanim bakterijskim interspersednim elementima mozaika (BIME') rasutim po njima. Godine 2008, projekt sekvenciranja genoma otkrio je da su veliki dijelovi ljudskih X i Y hromosoma raspoređeni kao palindromi.[1] Palindromska struktura omogućava Y hromosomu da se popravi savijanjem u sredini ako je jedna strana oštećena.
Čini se da se palindromi također često nalaze u peptidnim sekvencama koje čine proteine,[2][3] ali njihova uloga u funkciji proteina nije jasno poznata. Pretpostavlja se da bi postojanje palindroma u peptidima moglo biti povezano sa prevalencijom niskokompleksnih regiona u proteinima, jer su palindromi često povezani sa sekvencama niske složenosti. Njihova rasprostranjenost također može biti povezana sa sklonošću takvih sekvenci da formiraju alfa-helikse[4] ili komplekse protein/protein.[5]
Primjeri
[uredi | uredi izvor]Lokacije restrikcijskih enzima
[uredi | uredi izvor]Palindromske sekvence imaju važnu ulogu u molekulskoj biologiji. Budući da je sekvenca DNK dvolančana, čitaju se bazni parovi (ne samo baze na jednom lancu), kako bi se odredio palindrom. Mnoge restrikcijske endonukleaze (restrikcijski enzimi) prepoznaju specifične palindromske sekvence i režu ih. Restrikcijski enzim EcoR1 prepoznaje sljedeću palindromsku sekvencu:
5'- G A A T T C -3' 3'- C T T A A G -5'
Gornjq sekvenca glasi 5'-GAATTC-3', a donja 3'-CTTAAG-5'. Ako se DNK lanac preokrene, sekvence su potpuno iste (5'GAATTC-3 'i 3'-CTTAAG-5'). Evo još restrikcijskih enzima i palindromskih sekvenci koje oni prepoznaju:
Enzim!! Izvor!! Sekvenca prepoznavanja!! Rez| EcoR1 | Escherichia coli |
5'GAATTC 3'CTTAAG |
5'---G AATTC---3' 3'---CTTAA G---5' |
| BamH1 | Bacillus amyloliquefaciens |
5'GGATCC 3'CCTAGG |
5'---G GATCC---3' 3'---CCTAG G---5' |
| Taq1 | Thermus aquaticus |
5'TCGA 3'AGCT |
5'---T CGA---3' 3'---AGC T---5' |
| Alu1* | Arthrobacter luteus |
5'AGCT 3'TCGA |
5'---AG CT---3' 3'---TC GA---5' |
| * = Tupi krajevi | |||
Mjesta metilacije
[uredi | uredi izvor]Palindromske sekvence također mogu imati metilacijska mjesta. Ovo su mjesta na kojima se metilna grupa može vezati za palindromsku sekvencu. Metilacija čini rezistentni gen neaktivnim, pto se zove insercijska inaktivacija ili insercijska mutageneza. Naprimjer, u PBR322 metilaciji na genu otpornom na tetraciklin čini plazmid podložnim tetraciklinu; nakon metilacije na genu otpornom na tetraciklin ako je izložen antibiotiku tetraciklinu, plazmid ne preživi.
Palindromski nukleotidi u T-ćelijskim receptorima
[uredi | uredi izvor]Raznolikost gena T-ćelijskog receptora (TCR) generira nukleotidne insercije nakon V(D)J rekombinacija iz njihove germlininije – kodiranih V, D i J segmenata. Insercije nukleotida na V-D i D-J spojevima su nasumične, ali neki mali podskupovi ovih insercija su izuzetni, jer jedan do tri bazna para inverzno ponavljaju sekvencu DNK zametne linije. Ove kratke komplementarne palindromske sekvence nazivaju se P-nukleotidi.[6]
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Larionov S, Loskutov A, Ryadchenko E (februar 2008). "Chromosome evolution with naked eye: palindromic context of the life origin". Chaos. 18 (1): 013105. Bibcode:2008Chaos..18a3105L. doi:10.1063/1.2826631. PMID 18377056.
- ^ Ohno S (1990). "Intrinsic evolution of proteins. The role of peptidic palindromes". Riv. Biol. 83 (2–3): 287–91, 405–10. PMID 2128128.
- ^ Giel-Pietraszuk M, Hoffmann M, Dolecka S, Rychlewski J, Barciszewski J (februar 2003). "Palindromes in proteins". J. Protein Chem. 22 (2): 109–13. doi:10.1023/A:1023454111924. PMID 12760415. S2CID 28294669. Arhivirano s originala (PDF), 14. 12. 2019. Pristupljeno 25. 2. 2011.
- ^ Sheari A, Kargar M, Katanforoush A, et al. (2008). "A tale of two symmetrical tails: structural and functional characteristics of palindromes in proteins". BMC Bioinformatics. 9: 274. doi:10.1186/1471-2105-9-274. PMC 2474621. PMID 18547401.
- ^ Pinotsis N, Wilmanns M (oktobar 2008). "Protein assemblies with palindromic structure motifs". Cell. Mol. Life Sci. 65 (19): 2953–6. doi:10.1007/s00018-008-8265-1. PMID 18791850. S2CID 29569626.
- ^ Srivastava, SK; Robins, HS (2012). "Palindromic nucleotide analysis in human T cell receptor rearrangements". PLOS ONE. 7 (12): e52250. Bibcode:2012PLoSO...752250S. doi:10.1371/journal.pone.0052250. PMC 3528771. PMID 23284955.