Retrotranspozony Alu nie wykazują jednorodnego rozkładu w ludzkim genomie. ale mają większą gęstość w izochorach bogatych w GC (H) niż w izochorach bogatych w AT (L). Jednakże, ponieważ preferencyjnie wstawiają się do izochor L, pojawia się pytanie powstaje pytanie: Jaki jest mechanizm ewolucyjny, który przesuwa maksimum gęstości Alu z izochory L do izochory H? Aby ujawnić rolę odgrywaną przez każdy z potencjalnych mechanizmów zaangażowanych w taką tendencyjną dystrybucję, przeprowadziliśmy w całym genomie analizę gęstości Alu jako funkcji ich wieku ewolucyjnego, członkostwa w izochorach i lokalizacji intronowej vs. międzygenowej. Ponieważ Alus zależą od retrotranspozazy kodowanej przez elementy LINE1, zbadaliśmy również rozkład LINE1, aby zapewnić kompletny scenariusz ewolucyjny. Kolejno sprawdzamy, i odrzucamy wkład konkurencji Alu/LINE1 o retrotranspozazę, kompozycję retrotranspozazę, presję dopasowania składu i nadreprezentację Alu w intronach. intronach. Analizując rolę nierównej rekombinacji, skanujemy genom w poszukiwaniu trimerów Alu. genom w poszukiwaniu trimerów Alu, bezpośredniego produktu rekombinacji Alu-Alu. Poprzez symulacje komputerowe, pokazujemy, że takie trimery są znacznie częstsze niż oczekiwano. obserwowany/oczekiwany stosunek jest wyższy w izochorach L niż H. Wynik ten, wraz ze znaną wyższą selektywnością produktów rekombinacji w izochorach produktów rekombinacji w izochorach H, wskazuje na rekombinację Alu-Alu jako główny czynnik główny czynnik prowokujący przesunięcie gęstości Alus w kierunku części genomu bogatych w GC genomu. Dwa niezależne dowody - niższa rozbieżność ewolucyjna wykazana przez niedawno dodane podrodziny Alu i wyższa częstotliwość starych samodzielnych Alus w izochorach L - wspierają taki wniosek. Inne czynniki ewolucyjne czynniki ewolucyjne, takie jak wąskie gardła populacji podczas specjacji naczelnych, mogły przyspieszyły szybką akumulację Alus w izochorach bogatych w GC. --- W ramach wysiłków zmierzających do zidentyfikowania genu odpowiedzialnego za dominującą postać policystycznej choroby nerek (PKD1), wykorzystaliśmy siatkową ludzką bibliotekę P1 dla montażu kontigów. Interwał zainteresowania, 700-kb segment na chromosomie 16p13.3, może być fizycznie wyznaczony przez markery genetyczne D16S125 i D16S84 i chromosomalnie scharakteryzowany jako bogaty w GC izochor wzbogacony o wyspy CpG, geny i powtórzenia podobne do Alu. Nasze próby odzyskania CEPH YAC, które kodują ten region regionu chromosomu 16 zakończyły się niepowodzeniem. Przebadaliśmy jednak bibliotekę P1 przy użyciu 15 różnych sond z interwału D16S125-D16S84 i zidentyfikowaliśmy 56 niezależnych klonów P1. Tylko jedna sonda z przedziału była nieskuteczna w identyfikacja klonu P1. Czterdzieści cztery klony P1 zostały określone jako unikalne na podstawie na podstawie analizy enzymów restrykcyjnych, a 42 z nich pochodziły z chromosomu 16p13.3, na podstawie FISH do chromosomów metafazowych. Interwał 700-kb można zdefiniować za pomocą pojedynczego kontigu gotowego do sekwencjonowania, składającego się z 12 klonów P1 i 1 klon kosmidu. Nasze badania wspierają wykorzystanie wielu bibliotek do generowania wymaganych odczynników fizycznych do klonowania pozycyjnego i zachęcają do stosowania Escherichia coli systemów klonowania dużych wstawek do odzyskiwania klonów z YAC z niedoborem interwałów chromosomalnych. --- TŁO: Niedawna dostępność w pełni zsekwencjonowanych genomów ludzkich genomów jest wielką rewolucją w biologii, która z pewnością dostarczy nowych wgląd w choroby genetyczne i rearanżacje genomowe. WYNIKI: Zmapowaliśmy insercje, delecje i SNP (polimorfizmy pojedynczego nukleotydu), które występują w genomie człowieka. polimorfizmy pojedynczych nukleotydów), które są obecne w genomie Craiga Ventera, a dokładniej na Craiga Ventera, a dokładniej na chromosomach od 17 do 22, i porównaliśmy je z ludzkim genomem referencyjnym hg17. Nasze wyniki pokazują, że insercje i delecje są prawie nieobecne w L1 i ogólnie rzadkie w rodzinach izochor L2 (ubogie w GC izochory L1 + L2 reprezentują nieco ponad połowę ludzkiego genomu), podczas gdy ich liczba wzrasta w izochorach bogatych w GC izochorach, w dużej mierze odpowiadając gęstości genów, integracji retrowirusowych i sekwencji Alu. Rozkłady insercji/delecji są w uderzającym z SNP, które wykazują prawie taką samą gęstość we wszystkich rodzinach izochor. rodzin izochor z tendencją do niższych stężeń w regionach bogatych w geny. regionach bogatych w geny. WNIOSKI: Nasze badanie zdecydowanie sugeruje, że rozkład insercji/delecji wynika ze struktury chromatyny, która jest głównie otwarta w bogatych w geny, bogatych w GC izochorach i w dużej mierze zamknięta w ubogich w geny, ubogich w GC izochorach. izochorach. Różne rozkłady insercji/delecji i SNP są wyraźnie wyraźnie związane z dwoma różnymi odpowiedzialnymi mechanizmami, a mianowicie rekombinacją i mutacjami punktowymi. --- Alus i LINE (LINE1) to szeroko rozpowszechnione klasy powtórzeń, które są bardzo nierównomiernie rozmieszczone w ludzkim genomie. Większość ubogich w GC LINEs znajduje się w izochorach izochorach ubogich w GC, podczas gdy bogate w GC Alus są głównie obecne w izochorach bogatych w GC. Odkrycie, że LINES i Alus dzielą podobną duplikację miejsca docelowego i specyficzność miejsca insercji bogatego w AT zrodziło pytanie, dlaczego te dwie rodziny dlaczego te dwie rodziny powtórzeń wykazują tak różne rozmieszczenie w genomie. Problem ten zbadano tutaj, badając rozkłady izochor w podrodzinach podrodzin LINES i Alus charakteryzujących się różnymi stopniami rozbieżności od sekwencji konsensusowych oraz Alus, LINE i pseudogenów zlokalizowanych na chromosomach 21 i 22. chromosomach 21 i 22. Młode Alus są częstsze w części genomu ubogiej w GC niż stare Alus. genomu niż stare Alus. Sugeruje to, że stopniowa akumulacja Alus w izochorach w izochorach bogatych w GC nastąpiło z powodu ich wyższej stabilności w składowo dopasowanych regionach chromosomalnych. Gęstości Alus i LINEs zwiększają się i zmniejszają, odpowiednio, wraz ze wzrostem poziomów GC, z wyjątkiem regionów telomerycznych analizowanych chromosomów. Oprócz LINE, przetworzone pseudogeny są również częstsze w izochorach ubogich w GC. Wreszcie, obecne wyniki dotyczące stabilności/wykluczenia Alu i LINE przewidują znaczne straty DNA Alu DNA z izochor ubogich w GC podczas ewolucji, zjawisko najwyraźniej spowodowane negatywnej selekcji przeciwko sekwencjom, które różnią się od składu izochor. --- Zbadaliśmy genomową dystrybucję mysich i ludzkich powtarzających się sekwencji oceniając ich względne ilości w czterech głównych składnikach, na które te genomy można rozdzielić za pomocą technik wirowania w gradiencie gęstości. Składniki te są rodzinami fragmentów, które stanowią większość lub całość DNA głównego pasma, zakres zawartości dG + dC od 37% do 49% i są uzyskiwane przez preparatywnego rozpadu z długich segmentów DNA (większych niż 300 kb) o dość jednorodnym składzie, izochorach. Wyniki wskazują, że krótkie powtórzenia rodziny B1 myszy i rodziny Alu I człowieka są najbardziej najczęstsze w ciężkich składnikach, podczas gdy długie powtórzenia rodziny BamHI myszy i rodziny Kpn I człowieka są obecne głównie w dwóch lekkich składowych. Wyniki te pokazują, że genomowa dystrybucja powtarzających się sekwencji sekwencji jest niejednolita i zachowana u dwóch gatunków ssaków. Ponadto zaobserwowaliśmy, że skład zasadowy dwóch klas powtórzeń (60% dG + dC dla krótkich powtórzeń; 39% dG + dC dla długich powtórzeń) jest skorelowany ze składem głównych składników, w których są osadzone. Wreszcie, uzyskaliśmy dowody na to, że nie tylko krótkie powtórzenia, ale także długie powtórzenia są transkrybowane, te transkrypty zostały znalezione w mysim poli(A)+ mRNA. --- Rozmieszczenie w ludzkim genomie największej rodziny elementów mobilnych, sekwencji Alu, było badane przez ostatnie 30 lat, a zdecydowana większość sekwencji wykazano, że większość sekwencji Alu ma największą gęstość w bogatych w GC izochorach. Dziesięć lat temu odkryto jednak, że małe "najmłodsze" (ostatnio transponowane) rodziny Alu miały uderzająco inną dystrybucję w porównaniu ze "starymi" rodzinami. Podniosło to pytanie, w jaki sposób ta zmiana miała miejsce w ewolucji. Rozwiązaliśmy to, co uważano za "tajemnicę" poprzez 1) ponowne przeanalizowanie naszych wcześniejszych wyników dotyczących integracji i stabilności sekwencji retrowirusowych i 2) ocenę gęstości miejsc akceptorowych TTTT/AA w rodzinach izochorowych. rodzinach. Możemy stwierdzić, że 1) otwarty stan struktury chromatyny odgrywa kluczową rolę w umożliwieniu kluczową rolę w umożliwieniu nie tylko początkowej integracji sekwencji retrowirusowych, ale także najmłodszej retrowirusowych, ale także najmłodszym sekwencjom Alu, oraz 2) że rozkład starych dystrybucja starych Alu może być wyjaśniona jako spowodowana niestabilnością sekwencji Alu w izochorach ubogich w GC, ale stabilnych w izochorach bogatych w GC. ponownie zgodnie z tym, co dzieje się w przypadku sekwencji retrowirusowych.
W których izochorach wzbogacone są elementy Alu?
Elementy Alu są wzbogacone w izochorach o wysokim GC% ze względu na zmniejszoną utratę Alu przez rekombinację w tych regionach. Częstotliwość sekwencji Alu wzrasta wraz ze wzrostem GC, ale osiąga maksimum w izochorach H2.