Palindromisk sekvens
En palindromsekvens är en nukleinsyrasekvens i en dubbelsträngad DNA- eller RNA- molekyl där läsning i en viss riktning (t.ex. 5' till 3' ) på en sträng är identisk med sekvensen i samma riktning (t.ex. 5' till 3' ) på den kompletterande delen . Denna definition av palindrom beror alltså på att komplementära strängar är palindroma till varandra.
Betydelsen av palindrom i genetiksammanhang skiljer sig något från definitionen som används för ord och meningar . Eftersom en dubbelhelix bildas av två parade antiparallella strängar av nukleotider som löper i motsatta riktningar , och nukleotiderna alltid parar sig på samma sätt ( adenin (A) med tymin (T) i DNA eller uracil (U) i RNA; cytosin ( C) med guanin (G)), sägs en (enkelsträngad) nukleotidsekvens vara en palindrom om den är lika med dess omvända komplement . Till exempel är DNA-sekvensen ACCTAGGT palindromisk med dess nukleotid-för-nukleotid- komplement TGGATCCA eftersom omvänd ordning av nukleotiderna i komplementet ger den ursprungliga sekvensen.
En palindromisk nukleotidsekvens kan bilda en hårnål . Stjälkdelen av hårnålen är en pseudo-dubbelsträngad del eftersom hela hårnålen är en del av samma (enkel) sträng av nukleinsyra. Palindromiska motiv finns i de flesta genom eller uppsättningar av genetiska instruktioner. De har undersökts speciellt i bakteriella kromosomer och i de så kallade Bacterial Interspersed Mosaic Elements ( BIME ) som är utspridda över dem. År 2008 upptäckte ett genomsekvenseringsprojekt att stora delar av de mänskliga X- och Y-kromosomerna är ordnade som palindromer. En palindromisk struktur gör att Y-kromosomen kan reparera sig själv genom att böja sig i mitten om ena sidan är skadad.
Palindromer verkar också finnas ofta i peptidsekvenserna som utgör proteiner, men deras roll i proteinfunktionen är inte klart känd. Det har föreslagits att förekomsten av palindromer i peptider kan vara relaterad till förekomsten av lågkomplexitetsregioner i proteiner, eftersom palindromer ofta är associerade med lågkomplexitetssekvenser. Deras prevalens kan också vara relaterad till benägenheten hos sådana sekvenser att bilda alfa-helixar eller protein/proteinkomplex.
Exempel
Restriktionsenzymställen
Palindromiska sekvenser spelar en viktig roll i molekylärbiologin . Eftersom en DNA-sekvens är dubbelsträngad basparen av (inte bara baserna på en sträng) för att bestämma ett palindrom. Många restriktionsendonukleaser (restriktionsenzymer) känner igen specifika palindromiska sekvenser och skär dem. Restriktionsenzymet EcoR1 känner igen följande palindromiska sekvens:
5'- GAATTC -3' 3'- CTAAG -5'
Den övre strängen visar 5'-GAATTC-3', medan den nedre strängen läser 3'-CTTAAG-5'. Om DNA-strängen vänds över är sekvenserna exakt desamma (5'GAATTC-3' och 3'-CTTAAG-5'). Här är fler restriktionsenzymer och de palindromiska sekvenserna som de känner igen:
| Enzym | Källa | Igenkänningssekvens | Skära |
|---|---|---|---|
| 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' |
| * = trubbiga ändar | |||
Metyleringsställen
Palindromiska sekvenser kan också ha metyleringsställen . [ citat behövs ] Dessa är platserna där en metylgrupp kan fästas till den palindromiska sekvensen. Metylering gör den resistenta genen inaktiv; detta kallas insertionsinaktivering eller insertionsmutagenes . Till exempel, i PBR322 gör metylering vid den tetracyklinresistenta genen plasmiden mottaglig för tetracyklin; efter metylering vid den tetracyklinresistenta genen om plasmiden exponeras för antibiotikum tetracyklin, överlever den inte.
Palindromiska nukleotider i T-cellsreceptorer
Mångfald av T-cellsreceptorgener (TCR) genereras genom nukleotidinsättningar vid V(D)J-rekombination från deras könslinjekodade V-, D- och J-segment . Nukleotidinsättningar vid VD- och DJ-övergångar är slumpmässiga, men vissa små undergrupper av dessa insättningar är exceptionella, eftersom ett till tre baspar omvänt upprepar sekvensen av könslinje-DNA:t. Dessa korta komplementära palindromiska sekvenser kallas P-nukleotider.