Konserwowane, ultrakonserwowane i inne klasy ograniczonych elementów (zbiorczo określane tutaj jako CNE), zidentyfikowane przez genomikę porównawczą w szerokiej gamie genomów, są nielosowo rozmieszczone w chromosomach. Te elementy są definiowane przy użyciu różnych stopni zachowania między organizmami i kilka progów minimalnej długości. Badamy tutaj chromosomalną dystrybucję CNE poprzez badanie statystycznych właściwości odległości między kolejnymi CNE. Znajdujemy powszechne rozkłady przypominające potęgę, tj. liniowość w podwójnej skali logarytmicznej, w odległościach między CNE, cecha która jest związana z fraktalnością i samopodobieństwem. Biorąc pod uwagę, że CNE są często okazują się być przestrzennie powiązane z genami, zwłaszcza z tymi, które regulują procesy rozwojowe, weryfikujemy poprzez odpowiednie maskowanie genów, że że wzór podobny do prawa mocy pojawia się niezależnie od tego, czy elementy znajdujące się blisko lub wewnątrz wewnątrz genów są wykluczone, czy nie. Przedstawiono model ewolucyjny dla zrozumienia tych odkryć, który obejmuje segmentowe lub całogenomowe zdarzenia duplikacji i eliminacji (utraty) większości zduplikowanych CNE. Symulacje odtwarzają główne cechy obserwowanych rozkładów wielkości. Wzorce podobne do potęgowych w genomowych rozkładach CNE są zgodne z obecną wiedzą na temat ich historii ewolucyjnej w kilku genomach. --- Konserwowane elementy niekodujące (CNE) są definiowane przy użyciu różnych stopni identyczności sekwencji i progów minimalnej długości. Ich konserwacja często przekracza tę obserwowaną dla sekwencji kodujących białka. Zbadaliśmy chromosomalną dystrybucję różnych klas CNE w ludzkim genomie. Zastosowaliśmy dwie metodologie: skalowanie entropii blokowej i liczenie pudełek, w celu oceny fraktalnej charakterystyki różnych zestawów danych CNE. Oba podejścia zbiegły się do wniosku, że dobrze rozwinięta fraktalność jest charakterystyczna dla elementów, które są albo wyjątkowo konserwowane między gatunkami lub mają starożytne pochodzenie, tj. są zachowane między odległymi organizmami na przestrzeni ewolucji. ewolucji. Biorąc pod uwagę, że CNE są często skupione wokół genów, zweryfikowaliśmy przez odpowiednie maskowanie genów, że fraktalne wzory pojawiają się nawet wtedy, gdy elementy w pobliżu lub wewnątrz genów są wykluczone. Zaproponowano scenariusz ewolucyjny obejmujący zdarzenia genomowe, które mogą odpowiadać za fraktalną dystrybucję CNE w ludzkim genomie, na co wskazują symulacje numeryczne.
Opracowanie związku między zachowanymi elementami niekodującymi (CNE) a fraktalnością.
Dobrze rozwinięta fraktalność ujawnia się w chromosomalnym rozkładzie różnych klas CNE w ludzkim genomie poprzez zastosowanie skalowania entropii blokowej i liczenia pudełek. Jest to charakterystyczne dla elementów, które są albo wyjątkowo konserwowane między gatunkami, albo mają starożytne pochodzenie, tj. są konserwowane między odległymi organizmami w trakcie ewolucji. Istnieją również rozkłady podobne do potęgi, tj. liniowość w podwójnej skali logarytmicznej, w odległościach między CNE, cecha, która jest związana z fraktalnością i samopodobieństwem.