Konzervované sekvence

Autor: Leandro Alegsa Datum vytvoření: 21. února 2022

Konzervované sekvence jsou podobné nebo identické sekvence, které se vyskytují v DNA, a způsobují sekvence v RNA, proteinech a sacharidech.

Tyto sekvence se vyskytují u různých druhů. To ukazuje, že se tyto sekvence zachovaly v evoluci navzdory speciaci. Čím dále ve fylogenetickém stromu se určitá konzervovaná sekvence vyskytuje, tím je konzervovanější. Protože sekvenční informace se obvykle přenáší z rodičů na potomky prostřednictvím genů, znamená konzervovaná sekvence, že existuje konzervovaný gen.

K zakonzervování sekvence dochází tehdy, když mutace ve vysoce zakonzervované oblasti vedou k neživotaschopným formám života, tj. k formě, která je eliminována přírodním výběrem. Jinými slovy, produkt genu je pro život životně důležitý a jeho funkce je zničena téměř všemi změnami (mutacemi) sekvence.

Zeleně jsou zvýrazněna rezidua konzervovaná mezi různými receptory spřaženými s G proteiny.

Konzervované sekvence nukleových kyselin

Základní teorie, na které se všichni shodují, je, že vysoce konzervované sekvence DNA musí mít funkční hodnotu, ačkoli úloha mnoha z těchto vysoce konzervovaných nekódujících sekvencí DNA není známa. Jedna nedávná studie, která u myší odstranila čtyři vysoce konzervované nekódující sekvence DNA, přinesla životaschopné myši bez významných fenotypových rozdílů; autoři své výsledky označili za "neočekávané". Je zde tedy zjevně něco, čemu nerozumíme.

Mnoho oblastí DNA, včetně vysoce konzervovaných sekvencí DNA, se skládá z opakujících se sekvenčních elementů. Pokud by byl odstraněn pouze jeden ze sady opakujících se sekvencí a opakování by nebylo potřeba, pak by se u myší neprojevil žádný rozdíl. V článku nebylo uvedeno, zda odstraněné sekvence byly opakovanými sekvencemi.

Konzervované proteinové sekvence a struktury

Pro fungování nebo dělení buněk jsou často nutné vysoce konzervované proteiny. Zachovalost proteinových sekvencí se projevuje přítomností identických aminokyselinových zbytků v analogických částech proteinů. O zachování struktury proteinů svědčí přítomnost funkčně ekvivalentních, i když ne nutně identických aminokyselinových zbytků a struktur mezi analogickými částmi proteinů.

Níže je zobrazeno zarovnání aminokyselinových sekvencí dvou lidských proteinů zinkových prstů. Konzervativní sekvence aminokyselin jsou označeny řetězci ∗ {\displaystyle \mathrm {*}. } ${\mathrm {*}}$ na třetím řádku zarovnání sekvencí. Jak je vidět z tohoto zarovnání, tyto dva proteiny obsahují řadu konzervovaných aminokyselinových sekvencí (znázorněných shodnými písmeny zarovnanými mezi oběma sekvencemi).

Srovnávací genomika

Oblast výzkumu, která se zabývá evolucí a funkcí multigenových rodin, se nazývá srovnávací genomika.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co jsou to zachovávané posloupnosti?

Odpověď: Zachované sekvence jsou podobné nebo identické sekvence, které se vyskytují v DNA a způsobují sekvence v RNA, bílkovinách a sacharidech. Tyto sekvence se vyskytují napříč druhy, což naznačuje, že se v evoluci zachovaly navzdory speciaci.

Otázka: Co znamená, když se konzervovaná sekvence vyskytuje dále ve fylogenetickém stromu?

Odpověď: Pokud se konzervovaná sekvence vyskytuje dále ve fylogenetickém stromu, je více konzervovaná. To znamená, že zůstala z velké části nezměněna po delší dobu.

Otázka: Co znamená konzervovaná sekvence o genu, který představuje?

Odpověď: Konzervovaná sekvence znamená, že existuje konzervovaný gen. Je to proto, že sekvenční informace se obvykle přenáší z rodičů na potomky prostřednictvím genů.

Otázka: Kdy dochází k zachování sekvence?

Odpověď: Ke konzervaci sekvence dochází, když mutace ve vysoce konzervované oblasti vedou k neživotaschopným formám života. Jinými slovy, produkt genu je pro život životně důležitý a jeho funkce je téměř všemi změnami (mutacemi) sekvence zničena.

Otázka: Proč jsou konzervované sekvence důležité?

Odpověď: Zachované sekvence jsou důležité, protože poskytují důkaz o evolučních vztazích mezi organismy. Naznačují také, že geny zapojené do těchto sekvencí jsou pro život nezbytné.

Otázka: Jak se konzervované sekvence přenášejí z generace na generaci?

Odpověď: Zachované sekvence se obvykle přenášejí z generace na generaci prostřednictvím genů. To znamená, že se dědí z rodičů na potomky prostřednictvím DNA.

Otázka: Vedou všechny mutace v konzervovaných sekvencích k neživotaschopným formám života?

Odpověď: Ano, téměř všechny mutace ve vysoce konzervovaných oblastech vedou k neživotaschopným formám života, protože produkt genu je pro život životně důležitý a jeho funkce je téměř všemi změnami sekvence zničena.