Sekwencja palindromiczna to sekwencja złożona z kwasów nukleinowych w obrębie podwójnej helisy DNA i/lub RNA, która jest taka sama przy odczycie od 5′ do 3′ na jednej nici i od 5′ do 3′ na drugiej, komplementarnej, nici. Jest to również znane jako palindrom lub sekwencja odwrócona.
Parowanie nukleotydów w obrębie podwójnej helisy DNA jest komplementarny, który składa się z Adenina (A) parowania z albo Tymina (T) w DNA lub Uracyl (U) w RNA, podczas gdy Cytozyna (C) pary z Guanina (G). Jeśli więc sekwencja jest palindromiczna, to sekwencja nukleotydów jednej z nici będzie taka sama jak jej odwrotnej, komplementarnej nici. Przykładem sekwencji palindromicznej jest 5′-GGATCC-3′, która posiada komplementarną nić 3′-CCTAGG-5′. Jest to sekwencja, do której wiąże się endonukleaza restrykcyjna BamHI i rozszczepia ją w specyficznym miejscu rozszczepienia. Kiedy komplementarna nić jest czytana wstecz, sekwencja wynosi 5′-GGATCC-3′, która jest identyczna z pierwszą, co czyni ją sekwencją palindromiczną.
Inny enzym restrykcyjny o nazwie EcoR1 rozpoznaje i rozszczepia następującą sekwencję palindromiczną:
PalindromEdit
Zależność między sekwencją a strukturą białekEdit
Było wielu badaczy, którzy badali związek między sekwencjami palindromicznymi a strukturami białek. Badania wykazały, że częste występowanie sekwencji palindromicznych, zwanych również peptydami palindromicznymi, w sekwencjach białek nie jest przypadkowe. Naukowcy sugerują, że sekwencje te są ważne dla struktury białek i ich funkcji w różnych białkach. Niektóre z tych grup białek obejmują białka wiążące DNA, kanały jonowe i rodopsyny, białka wiążące metale i receptory, itd. Porównując palindromy z sekwencjami zestawu z bazy danych, naukowcy mogą spróbować znaleźć role sekwencji palindromicznych.
Innym tematem w obrębie sekwencji palindromicznych, który jest badany, jest to, czy symetria sekwencji palindromicznych wpływa na strukturę i fałdy peptydów. Jedna z hipotez głosi, że poprzez odwrócenie sekwencji, powstałe fałdy będą lustrzanymi odbiciami oryginalnych fałd. Wniosek mówi, że ponieważ zarówno oryginalne, jak i odwrócone białka mają identyczny skład aminokwasowy, co prowadzi do podobnych wzorów hydrofobowo-hydrofilowych, odwrócenie sekwencji powoduje powstanie takich samych fałd, w przeciwieństwie do fałd będących lustrzanym odbiciem. Inną hipotezą kierowaną przez badania jest to, że poprzez odwrócenie sekwencji, fałd może się zmienić lub ewentualnie zostać zniszczony. To pokazuje dowód, że podobieństwo w odwrotnym sekwencjonowaniu nie odzwierciedla strukturalnego podobieństwa, co oznacza, że nie tworzą one symetrycznych struktur białkowych.
Wpływ na niestabilność genomową w drożdżachEdit
Sekwencje palindromiczne zostały powiązane z różnymi rearanżacjami genomowymi w różnych organizmach w zależności od długości powtarzających się sekwencji. Krótsze sekwencje palindromiczne (krótsze niż 30 bp) są bardzo stabilne, podczas gdy dłuższe sekwencje nie są stabilne in vivo. Sekwencje te występują zarówno u eukariotów, jak i prokariotów. Sekwencje te zwiększają również rekombinację inter- i intrachromosomalną pomiędzy sekwencjami homologicznymi. Struktury spinki do włosów mog± powstawać z sekwencji palindromicznych w wyniku parowania zasad w jednoniciowym DNA. Struktury te mogą być substratami dla specyficznych dla struktury nukleaz i enzymów naprawczych, co może prowadzić do przerwania podwójnej nici DNA. Prowadzi to do utraty materiału genomowego, co może powodować rekombinację mejotyczną. Badania z użyciem zmutowanej sekwencji palindromicznej o długości 140-bp wprowadzonej do drożdży wykazały, że zmniejsza ona segregację postmejotyczną i zwiększa tempo konwersji genów, podczas gdy krótsze sekwencje działają odwrotnie. Badania wykazały również, że podczas mejozy, długa 140-bp sekwencja palindromiczna indukuje pęknięcia podwójnej nici. W strukturze długiej spinki do włosów, cała pętla łodygi nie jest zakryta i endonukleaza przetwarzająca jest odsłonięta, co powoduje nacięcia w pętli. Nici te tworzą lukę, która jest naprawiana przez nić typu dzikiego. Indukcja przerwania podwójnej nici podczas mejozy jest tym, co powoduje niestabilność genomu.
Prawdopodobieństwo sekwencji palindromicznych w białkachEdit
Nie było obfitości badań skupiających się na znaczeniu sekwencji palindromicznych w białku, ale były takie, które mówią nam wiele o związku między sekwencjonowaniem palindromicznym a funkcją białka. Jednak poprzez zrozumienie faktycznego powstawania tych palindromicznych sekwencji i ich właściwości, badacze mogą powiązać te sekwencje z funkcjami. Stwierdzono, że malejąca złożoność składu aminokwasowego zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia sekwencji palindromicznej. Kolejny krok odnosi się do prawdopodobieństwa występowania sekwencji palindromicznych w białkach, co może wynikać z częstego tworzenia heliksów alfa przez palindromy.
.