Многовидовые консервативные последовательности

Нуклеотидные последовательности, которые консервативны между многими различными видами, называются многовидовыми консервативными последовательностями.

Например, существуют тысячи сегментов ДНК человека, крыс и мышей, которые остались неизменными с момента расхождения этих трех видов с их общим предком млекопитающими.

В то время как небольшая часть этих консервативных последовательностей кодирует РНК или белки, большинство из них являются некодирующими последовательностями ДНК, также называемыми консервативными негенными последовательностями или CNG. Например, среди консервативных последовательностей генома человека и мыши только одна треть из них продуцирует функциональный транскрипт, в то время как остальные две трети являются СПГ.

СПГ имеют длину от 50 до 200 нуклеотидов и могут быть обнаружены в межгенных областях генома, интронах в гене или нетранслируемых областях транскрипта РНК.

Некоторые из этих последовательностей чрезвычайно консервативны во всех линиях и поэтому называются ультраконсервативными последовательностями. Существует более 5000 ультраконсервативных последовательностей между геномами человека, крысы и мышей, каждая из которых имеет длину около 100 оснований.

Сохранение последовательностей на протяжении миллионов лет во всех линиях указывает на то, что многовидовые консервативные последовательности должны иметь решающее значение для выживания. Однако, поскольку большинство консервативных последовательностей не кодируют белок, их функция до сих пор остается загадкой.

Предполагается, что такие консервативные последовательности имеют следующие несколько функций. Во-первых, эти последовательности могут действовать как энхансеры или глушители, которые связываются с механизмом транскрипции и контролируют уровень экспрессии генов.

Во-вторых, консервативные последовательности могут транскрибироваться в длинные некодирующие РНК, которые регулируют созревание и стабильность пре-мРНК.

В-третьих, эти последовательности могут обеспечить функциональное взаимодействие между хромосомами и помочь определить территории хромосом с отчетливыми паттернами экспрессии генов в ядре.
Редкие мутации в многовидовых консервативных последовательностях обычно представляют собой критический шаг в эволюции новых видов.

Например, геномы приматов включают в себя высококонсервативные специфические последовательности рядом с генами нейронного развития. Около 6 миллионов лет назад эти консервативные последовательности претерпевали нуклеотидные изменения с исключительной скоростью, что привело к эволюции человеческой линии.

Эти области, называемые ускоренными областями человека или HAR, участвуют в критических этапах развития мозга и улучшения когнитивных функций.