Palindrominen sekvenssi on DNA:n ja/tai RNA:n kaksoiskierteen sisällä olevien nukleiinihappojen muodostama sekvenssi, joka on sama, kun sitä luetaan 5′:n ja 3′:n väliltä toiselta säikeeltä ja 5′:n ja 3′:n väliltä toiselta säikeeltä, joka on komplementaarinen. Se tunnetaan myös nimellä palindromi tai käänteinen sekvenssi.
Nukleotidien pariutuminen DNA:n kaksoiskierteessä on komplementaarista, joka koostuu siitä, että adeniini (A) pariutuu joko tymiinin (T) kanssa DNA:ssa tai urasiilin (U) kanssa RNA:ssa, kun taas sytosiini (C) pariutuu guaniinin (G) kanssa. Jos sekvenssi on palindrominen, yhden säikeen nukleotidisekvenssi on sama kuin sen käänteinen komplementaarinen säie. Esimerkki palindromisesta sekvenssistä on 5′-GGATCC-3′, jonka komplementtijuoste on 3′-CCTAGG-5′. Tähän sekvenssiin restriktioendonukleaasi BamHI sitoutuu ja pilkkoo erityisessä pilkkomiskohdassa. Kun komplementaarinen säie luetaan taaksepäin, sekvenssi on 5′-GGATCC-3′, joka on identtinen ensimmäisen säikeen kanssa, joten kyseessä on palindrominen sekvenssi.
Toinen restriktioentsyymi nimeltä EcoR1 tunnistaa ja pilkkoo seuraavan palindromisen sekvenssin:
PalindromiEdit
Sekvenssin ja proteiinirakenteen suhdeEdit
Monet tutkijat ovat tutkineet palindromisekvenssien ja proteiinirakenteiden välistä yhteyttä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että palindromisten sekvenssien, joita kutsutaan myös palindromisiksi peptideiksi, tiheä esiintyminen proteiinisekvensseissä ei ole sattumaa. Tutkijat viittaavat siihen, että nämä sekvenssit ovat tärkeitä proteiinien rakenteen ja proteiinien toiminnan kannalta eri proteiineissa. Joitakin näistä proteiiniryhmistä ovat esimerkiksi DNA:ta sitovat proteiinit, ionikanavat ja rodopsiini, metalleja sitovat proteiinit ja reseptorit jne. Vertailemalla palindromeja tietokannasta löytyviin sarjasekvensseihin tutkijat voivat yrittää löytää palindromisekvenssien roolit.
Toinen palindromisekvensseihin liittyvä aihe, jota tutkitaan, on se, vaikuttaako palindromisekvenssien symmetria peptidien rakenteeseen ja taittumiseen. Yksi hypoteesi on, että kääntämällä sekvenssi toisin päin, syntyvät poimut olisivat alkuperäisen poimun peilikuvia. Johtopäätöksessä todetaan, että koska sekä alkuperäisellä että käänteisellä proteiinilla on identtiset aminohappokoostumukset, jotka johtavat samankaltaisiin hydrofobis-hydrofiilisiin kuvioihin, käänteinen sekvenssi johtaa samoihin poimuihin kuin peilikuvamaiset poimut. Toinen tutkimuksen ohjaama hypoteesi on, että kääntämällä sekvenssi käänteiseksi taitos voi muuttua tai mahdollisesti tuhoutua. Tämä osoittaa todisteita siitä, että käänteisen sekvenssin samankaltaisuus ei heijasta rakenteellista samankaltaisuutta, mikä tarkoittaa, että ne eivät muodosta symmetrisiä proteiinirakenteita.
Vaikutus genomiseen epävakauteen hiivassaEdit
Palindromiset sekvenssit on sidottu erilaisiin genomisiin uudelleenjärjestelyihin eri organismeissa riippuen toistuvien sekvenssien pituudesta. Lyhyemmät palindromiset sekvenssit (alle 30 bp) ovat hyvin stabiileja, kun taas pidemmät sekvenssit eivät ole stabiileja in vivo. Näitä sekvenssejä esiintyy sekä eukaryooteissa että prokaryooteissa. Nämä sekvenssit lisäävät myös inter- ja intrakromosomaalista rekombinaatiota homologisten sekvenssien välillä. Hiusneularakenteet voivat muodostua palindromisista sekvensseistä yksijuosteisen DNA:n emäsparien muodostumisen vuoksi. Nämä rakenteet voivat olla rakennespesifisten nukleaasien ja korjausentsyymien substraatteja, jotka voivat johtaa DNA:n kaksoissäikeen katkeamiseen. Tämä johtaa sitten genomimateriaalin katoamiseen, mikä voi aiheuttaa meioottista rekombinaatiota. Tutkimukset, joissa hiivaan on lisätty 140-bp:n pituinen mutantti palindrominen sekvenssi, ovat osoittaneet, että se vähentää postmeioottista segregaatiota ja lisää geenikonversioiden määrää, kun taas lyhyemmät sekvenssit vaikuttavat päinvastoin. Tutkimuksissa havaittiin myös, että pitkä 140-bp:n palindromisekvenssi aiheuttaa meioosin aikana kaksoissäikeiden katkeamisia. Pitkässä hairpin-rakenteessa koko kantasilmukka ei ole peittynyt ja prosessoiva endonukleaasi on alttiina, mikä tekee silmukkaan lovia. Tämä nikki luo aukon, jonka villityyppinen säie korjaa. Kaksoisjuostekatkosten indusoituminen meioosin aikana aiheuttaa genomista epävakautta.
Palindromaattisten sekvenssien todennäköisyys proteiineissaEdit
Palindromaattisten sekvenssien merkitykseen proteiineissa keskittyviä tutkimuksia ei ole tehty runsaasti, mutta on tehty joitakin, jotka kertovat paljon palindromaattisten sekvenssien ja proteiinien toiminnan välisestä suhteesta. Mutta ymmärtämällä näiden palindromisten sekvenssien varsinaista muodostumista ja niiden ominaisuuksia tutkijat voivat sitoa nämä sekvenssit toimintoihin. On havaittu, että aminohappokoostumuksen monimutkaisuuden väheneminen lisää palindromisen sekvenssin todennäköisyyttä. Seuraava vaihe liittyy palindromisten sekvenssien todennäköisyyteen proteiineissa, mikä voi johtua siitä, että palindromit muodostavat usein alfaheliksiä.