Małe delecje i duplikacje często występują w regionie pericentromerycznym chromosomów. chromosomów i wiele z nich jest związanych z nieprawidłowościami rozwojowymi. nieprawidłowościami rozwojowymi. Te zespoły rozwojowe są konwencjonalnie przypisywane nieprawidłowej ekspresji genów kodujących białka w dotkniętym regionie. Niedawno opublikowano hipotezę niedawno opublikowano hipotezę dotyczącą Mistrzowskiego Programu Rozwoju opartego na niekodujących transkryptów z tych regionów (Parris GE. A hypothetical Master Program Rozwoju dla organizmów wielokomórkowych: Ontogeneza i filogeneza. Biosci Hypotheses 2009;2:3-12.). Niniejszy artykuł podsumowuje i rozszerza niedawno opublikowaną hipotezę o jej zastosowanie do chorób rozwojowych. Autor autor proponuje, że rozwój organizmów wielokomórkowych jest kierowany przez Master Development Program (MDP) zlokalizowany głównie w pericentromerycznej heterochromatynie. heterochromatynie. Uważa się, że MDP składa się z serii Generation-Specific Control Keys (GSCK) transkrybowanych w sekwencji przez czynniki transkrypcyjne z rodziny Ikaros. czynniki transkrypcyjne z rodziny Ikaros, chyba że GSCK są tłumione przez czynniki z rodziny Sall1 lub białka z rodziny Dnmt3b. Proponuje się, aby MDP zwiększał się z każdym cyklem komórkowym do następnego GSCK, co skutkuje rozwojem klonu. Klon może być zaprogramowany do podziału na dwa klony w razie potrzeby poprzez procesy mitozy w dwóch cyklach. Transkrypty transkrypty GSCK prawdopodobnie dają niekodujące jądrowe informacyjne RNA (nmRNA, jednostki 8-30 nt), które działają bezpośrednio (np. jako startery dla polimerazy RNA II) i pośrednio regulują HOX i inne czynniki transkrypcyjne wysokiego poziomu oraz geny rozwojowe. geny rozwojowe. Zgodnie z założeniami, MDP ewoluowałby poprzez terminalne dodawanie nowych GSCK. Nowe GSCK są wytwarzane przez ewolucyjną konsolidację retro-transkryptów w pyknonach, które gromadzą się i ewoluują na końcu pericentromerycznej heterochromatyny i są ostatecznie włączane do MDP. Uważa się, że retrotranskrypty są produkowane podczas epizodycznych epidemii retrowirusów i odpowiadają za punktową równowagę w ewolucji gatunków. --- Pyknony to nielosowe wzorce sekwencji znacząco powtarzające się w niekodującym genomowym DNA. niekodującym genomowym DNA, które pojawiają się również co najmniej raz wśród genów kodujących. Są one są interesujące, ponieważ zapowiadają nieprzewidziane połączenie między kodującym i niekodującym DNA. niekodującym DNA. Pyknony zostały odkryte tylko w ludzkim genomie, więc nie wiadomo, czy nie wiadomo, czy mają one szersze znaczenie biologiczne, czy też są po prostu zjawiskiem zjawiskiem ludzkiego genomu. Aby rozwiązać ten problem, wzorce sekwencji DNA z genomu Arabidopsis thaliana zostały wykryte przy użyciu metody opartej na prawdopodobieństwie. 24 654 statystycznie istotnych wzorców sekwencji o długości od 16 do 24 nukleotydów, powtarzające się 10 lub więcej razy w niekodującym DNA pojawiły się również w 46% genów kodujących białka A. thaliana. genów kodujących białka. Pyknony A. thaliana wykazują cechy podobne do ludzkich pyknonów. pyknony, w tym są odrębnymi wzorcami sekwencji, mają wiele wystąpień w genach i mają niezwykłe podobieństwo do małych sekwencji RNA z rolą w wyciszaniu genów. wyciszaniu genów. Mapowanie pozycji chromosomalnej ujawniło, że gęstość genomowych pyknonów jest zgodna z gęstością pozycjonowania siRNA i elementów transpozycyjnych. Ponieważ genomy A. thaliana i człowieka mają w przybliżeniu taką samą liczbę genów, ale drastycznie różnią się ilością genów, ale drastycznie różnią się ilością niekodującego DNA, dane te ujawniają że pykony stanowią biologicznie ważne połączenie między kodującym i niekodującym DNA. niekodującym DNA. Ze względu na powiązanie pyknonów z siRNA i lokalizacją w wyciszonych regionach heterochromatyny, postulujemy, że wyciszanie genów za pośrednictwem RNA prowadzi do akumulacji sekwencji genowych w niekodujących regionach DNA. niekodujących regionach DNA. --- Opisujemy bieżące badania, które stosują epigenetykę do nowego zrozumienia immuno-neuropatogenezy zakażenia wirusem HIV-1 i NeuroAIDS. My proponujemy hipotezę, że HIV-1 zmienia relację struktura-funkcja chromatyny, kodującego DNA i niekodującego DNA, w tym RNA transkrybowanego z tych regionów, co regionów, co prowadzi do patogenezy AIDS, nadużywania narkotyków i NeuroAIDS. Omawiamy ogólne implikacje epigenetyki molekularnej ze szczególnym naciskiem na nadużywanie narkotyków narkotyków, kodów kreskowych, pyknonów i miRNA dla badań translacyjnych i klinicznych. Omawiamy zastosowanie najnowszego algorytmu rekurencyjnego biologii w tej dziedzinie i proponujemy syntezę i proponujemy syntezę poglądów genomicznych i epigenomicznych w holistycznym podejściu HoloGenomiki. holistyczne podejście HoloGenomiki.
Jaka jest definicja pyknonów w DNA?
Pyknony są nielosowymi wzorcami sekwencji, znacząco powtarzającymi się w niekodującym genomowym DNA, które mają dodatkowe nienakładające się instancje w regionach nieulegających translacji i kodujących białka. Występują one częściej w 3' nieulegających translacji regionach genów niż w innych regionach ludzkiego genomu.