Minisatellit
En minisatellit är en del av repetitivt DNA där vissa DNA-motiv (som sträcker sig i längd från 10–60 baspar ) vanligtvis upprepas 5–50 gånger. Minisatelliter förekommer på mer än 1 000 platser i det mänskliga genomet och de är kända för sin höga mutationshastighet och stora mångfald i befolkningen. Minisatelliter är framträdande i centromerer och telomerer , de senare skyddar kromosomerna från skador. Namnet "satellit" hänvisar till den tidiga observationen att centrifugering av genomiskt DNA i ett provrör separerar ett framträdande lager av bulk-DNA från åtföljande "satellit"-lager av repetitivt DNA. Minisatelliter är små sekvenser av DNA som inte kodar för proteiner utan förekommer i genomet hundratals gånger, med många upprepade kopior som ligger bredvid varandra.
Minisatelliter och deras kortare kusiner, mikrosatelliterna , klassificeras tillsammans som VNTR (variabelt antal tandemupprepningar) DNA. Förvirrande nog kallas minisatelliter ofta som VNTR, och mikrosatelliter kallas ofta för korta tandemupprepningar (STR) eller enkla sekvensupprepningar (SSR).
Strukturera
Minisatelliter består av repetitiva, generellt GC -rika, motiv som varierar i längd från 10 till över 100 baspar. Dessa variantupprepningar blandas ihop tandem. Vissa minisatelliter innehåller en central sekvens (eller "kärnenhet") av nukleobaser "GGGCAGGANG" (där N kan vara vilken bas som helst) eller består mer generellt av sekvensmotiv av puriner (adenin (A) och guanin (G)) och pyrimidiner ( cytosin ) (C) och tymin (T)). [ citat behövs ]
Hypervariabla minisatelliter har kärnenheter 9–64 bp långa och finns främst i de centromera regionerna.
Hos människor finns 90 % av minisatelliterna i den subtelomera regionen av kromosomerna. Den mänskliga telomersekvensen i sig är en tandemupprepning: TTAGGG TTAGGG TTAGGG …
Fungera
Minisatelliter har varit inblandade [ citat behövs ] som regulatorer av genuttryck (t.ex. vid nivåer av transkription , alternativ splitsning eller avtryckskontroll ). De är i allmänhet icke-kodande DNA men ibland är de en del av möjliga gener . [ citat behövs ]
Minisatelliter utgör också de kromosomala telomererna, som skyddar ändarna av en kromosom från försämring eller från fusion med angränsande kromosomer.
Föränderlighet
Minisatelliter har associerats med ömtåliga kromosomställen och är proximala till ett antal återkommande translokationsbrytpunkter.
Vissa mänskliga minisatelliter (~1%) har visats vara hypermuterbara, med en genomsnittlig mutationshastighet i könslinjen högre än 0,5% upp till över 20%, vilket gör dem till den mest instabila regionen i det mänskliga genomet som hittills är känt. Medan andra genom (mus, råtta och gris) innehåller minisatellitliknande sekvenser, visade sig ingen vara hypermuterbar. Eftersom alla hypermuterbara minisatelliter innehåller interna varianter, tillhandahåller de extremt informativa system för att analysera de komplexa omsättningsprocesser som sker vid denna klass av tandemupprepning. Minisatellitvariantupprepningskartläggning med PCR (MVR-PCR) har använts i stor utsträckning för att kartlägga interspersionsmönstren för variantupprepningar längs arrayen, vilket ger detaljer om strukturen av allelerna före och efter mutation. [ citat behövs ]
Studier har avslöjat distinkta mutationsprocesser som verkar i somatiska celler och könsceller. Somatisk instabilitet detekterad i blod-DNA visar enkla och sällsynta intra-alleliska händelser två till tre storleksordningar lägre än i spermier. Däremot inträffar komplexa interalleliska omvandlingsliknande händelser i könslinjen.
Ytterligare analyser av DNA-sekvenser som flankerar mänskliga minisatelliter har också avslöjat en intensiv och mycket lokaliserad meiotisk crossover- hotspot som är centrerad uppströms om den instabila sidan av minisatellitmatriser. Upprepad omsättning tycks därför kontrolleras av rekombinationell aktivitet i DNA som flankerar den upprepade arrayen och resulterar i en mutationspolaritet. Dessa fynd har antytt att minisatelliter troligen utvecklades som åskådare av lokaliserade meiotiska rekombinationshotspots i det mänskliga genomet. [ citat behövs ]
Det har föreslagits att minisatellitsekvenser uppmuntrar kromosomerna att byta DNA. I alternativa modeller är det närvaron av angränsande dubbelsträngade hotspots som är den primära orsaken till variationer i antalet repeterade minisatelliter. Somatiska förändringar föreslås vara ett resultat av replikationssvårigheter (vilket kan inkludera replikationsglidning , bland andra fenomen). [ citat behövs ]
Studier har visat [ citat behövs ] att minisatelliternas evolutionära öde tenderar mot en jämviktsfördelning i storleken på alleler, tills mutationer i det flankerande DNA:t påverkar en minisatellits rekombinationella aktivitet genom att undertrycka DNA-instabilitet. En sådan händelse skulle i slutändan leda till utrotning av en hypermuterbar minisatellit genom meiotisk drift.
Historia
Den första mänskliga minisatelliten upptäcktes 1980 av AR Wyman och R. White. Sir Alec Jeffreys upptäckte deras höga nivå av variation och utvecklade DNA-fingeravtryck baserat på minisatelliter, och löste det första immigrationsfallet med DNA 1985, och det första rättsmedicinska mordfallet, Enderby-morden i Storbritannien, 1986. Minisatelliter användes därefter också. för genetiska markörer i länkanalys och populationsstudier, men ersattes snart av mikrosatellitprofilering på 1990-talet.
Termen satellit-DNA härstammar från observationen på 1960-talet av en fraktion av klippt DNA som visade en distinkt flyttäthet, detekterbar som en "satellit-topp" vid densitetsgradientcentrifugering, och som sedan identifierades som stora centromeriska tandemupprepningar. När kortare (10–30 bp) tandemupprepningar senare identifierades, kom de att kallas minisatelliter. Slutligen, med upptäckten av tandem iterationer av enkla sekvensmotiv, myntades termen mikrosatelliter.