2.5
在许多不同物种之间保守的核苷酸序列被称为多物种保守序列。
例如,人类、大鼠和小鼠之间有数千个DNA片段自这三个物种从共同的哺乳动物祖先分化以来一直保持不变。
尽管这些保守序列中有一小部分可编码RNA或蛋白质,但大多数为非编码DNA序列,也称为保守非基因序列(CNGs)。例如,在人类和小鼠基因组的保守序列中,只有三分之一能够产生功能性转录本,而其余三分之二均为CNGs。
CNG的长度约为50至200个核苷酸,可在基因组的基因间区域、基因内的内含子或RNA转录本的非翻译区中找到。
这些序列中有一些在不同谱系间高度保守,因此被称为超保守序列。在人类、大鼠和小鼠的基因组之间,存在超过5000个超保守序列,每个序列长约100个碱基。
在数百万年进化过程中,不同谱系间序列的保守性表明,多物种保守序列必然对生存至关重要。然而,由于大多数保守序列并不编码蛋白质,其功能至今仍是一个谜。
这些保守序列可能具有以下几种功能。首先,这些序列可作为增强子或沉默子,与转录机制结合,调控基因表达水平。
其次,保守序列可能被转录为长链非编码RNA,从而调控前体mRNA的成熟与稳定性。
第三,这些序列可能介导染色体之间的功能相互作用,并有助于在细胞核内形成具有不同基因表达模式的染色体区域。
多物种保守序列中的罕见突变通常代表新物种进化过程中的关键步骤。
例如,灵长类基因组包含靠近神经发育基因的高度保守的特异序列。大约600万年前,这些保守序列的核苷酸发生了异常快速的改变,从而促成了人类谱系的演化。
这些被称为人类加速区域(HARs)的区域参与了大脑发育的关键阶段,并改善了认知功能。