Организация гена
Вопреки представлениям, которые существовали в течение многих лет, и в противоположность тому, что обнаружено у бактерий, гены эукариот, как правило, представлены несколькими копиями. Некоторые гены присутствуют в единственном числе, но многие имеют сотни и даже тысячи копий, которые иногда собраны в группы, а иногда рассеяны по одной или нескольким хромосомам. Основные группы дуплицированных генов называют сателлитными последовательностями, тандемными кластерами, транспозонами и мультигенными семействами.
Сателлитная ДНК состоит из коротких последовательностей, например АТААТ или АТАТААТ, повторенных миллион раз и составляющих примерно третью часть всего количества нуклеиновых кислот в организме. Почти вся сателлитная ДНК собрана вблизи центромер и на конце хромосом — в районах, которые остаются плотно скрученными и поэтому хорошо окрашиваются на всех стадиях клеточного цикла. По-видимому, сателлитная ДНК играет структурную, а не информационную роль.
Тандемные кластеры — это повторяющиеся последовательности генов, кодирующих белки, в большом количестве которых нуждается клетка, а также гены рРНК, которые у большинства эукариот представлены несколькими сотнями копий. Гены, ответственные за синтез гистонов, имеют от десяти до нескольких сотен копий. Высококопийные гены находятся вместе в одном или нескольких кластерах.
Транспозоны — последовательности генов, которые повторены тысячи раз. У них обычное соотношение пар оснований А-Т и G-С и поэтому нормальная плотность. Транспозоны обладают способностью спонтанно менять свое расположение на хромосоме и при этом увлекать с собой другой генетический материал; такие смещения могут оказать существенное влияние на экспрессию гена.
Подобные генетические изменения у кукурузы, о которых начиная с конца 1940-х годов сообщала Барбара Мак-Клинток (рис. 9-14), позволили ей впервые постулировать существование транспозонов. За свои исследования в 1984 г. Мак-Клинток была удостоена Нобелевской премии.
Транспозоны недавно обнаружены у бактерий и эукариот. Мультигенные семейства — группы генов, встречающиеся у большинства эукариот. Они, по-видимому, возникают в результате дупликаций, перестановок и специализации прежде существовавших генов и имеют огромное значение для эволюции эукариот.
П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна
AOF | 22.11.2020 18:08:53