Palindromická sekvence je sekvence tvořená nukleovými kyselinami ve dvojité šroubovici DNA a/nebo RNA, která je stejná při čtení od 5′ do 3′ na jednom vlákně a od 5′ do 3′ na druhém, komplementárním vlákně. Je také známá jako palindrom nebo inverzní sekvence.
Párování nukleotidů v rámci dvojité šroubovice DNA je komplementární, které se skládá z párování adeninu (A) s thyminem (T) v DNA nebo uracilem (U) v RNA, zatímco cytosin (C) se páruje s guaninem (G). Pokud je tedy sekvence palindromická, sekvence nukleotidů jednoho vlákna by byla stejná jako její opačné komplementární vlákno. Příkladem palindromické sekvence je 5′-GGATCC-3′, která má komplementární vlákno 3′-CCTAGG-5′. Na tuto sekvenci se váže restrikční endonukleáza BamHI a štěpí ji ve specifickém štěpném místě. Při zpětném čtení komplementárního řetězce vznikne sekvence 5′-GGATCC-3′, která je identická s první sekvencí, takže se jedná o palindromickou sekvenci.
Další restrikční enzym zvaný EcoR1 rozpoznává a štěpí následující palindromickou sekvenci:
PalindromEdit
Vztah mezi sekvencí a strukturou proteinuEdit
Výzkumem vztahu mezi palindromickými sekvencemi a strukturami proteinů se zabývalo mnoho vědců. Studie ukázaly, že častý výskyt palindromických sekvencí, nazývaných také palindromické peptidy, v proteinových sekvencích není jen náhodný. Vědci předpokládají, že tyto sekvence jsou důležité pro strukturu a funkci proteinů v různých bílkovinách. Mezi tyto skupiny proteinů patří proteiny vážící DNA, iontové kanály a rodopsin, proteiny vážící kovy a receptory atd. Porovnáním palindromů s nastavenými sekvencemi z databáze se vědci mohou pokusit najít role palindromických sekvencí.
Dalším tématem v rámci palindromických sekvencí, které se studuje, je otázka, zda symetrie palindromických sekvencí ovlivňuje strukturu a záhyby peptidů. Jednou z hypotéz je, že obrácením sekvence by výsledné záhyby byly zrcadlovým obrazem původního záhybu. Závěr uvádí, že vzhledem k tomu, že původní i reverzní proteiny mají identické složení aminokyselin, které vede k podobným hydrofobně-hydrofilním vzorcům, obrácená sekvence vede ke stejným záhybům na rozdíl od záhybů zrcadlového obrazu. Další hypotézou, kterou se výzkum řídil, je, že obrácením sekvence by mohlo dojít ke změně záhybu, případně k jeho zničení. To svědčí o tom, že podobnost v obrácené sekvenci neodráží strukturní podobnost, což znamená, že nevytvářejí symetrické struktury proteinů.
Vliv na genomickou nestabilitu u kvasinekEdit
Palindromické sekvence byly spojeny s různými genomickými přestavbami u různých organismů v závislosti na délce opakovaných sekvencí. Kratší palindromické sekvence (kratší než 30 bp) jsou velmi stabilní, zatímco delší sekvence nejsou in vivo stabilní. Tyto sekvence se vyskytují jak u eukaryot, tak u prokaryot. Tyto sekvence také zvyšují inter a intrachromozomální rekombinaci mezi homologními sekvencemi. Vlásenkové struktury mohou vznikat z palindromických sekvencí v důsledku párování bází v jednořetězcové DNA. Tyto struktury mohou být substrátem pro strukturně specifické nukleázy a opravné enzymy, což může vést k dvouřetězcovému zlomu v DNA. To pak vede ke ztrátě genomového materiálu, což může způsobit meiotickou rekombinaci. Studie s mutovanou palindromickou sekvencí dlouhou 140 pb vloženou do kvasinek prokázaly snížení postmeiotické segregace a zvýšení míry genových konverzí, zatímco kratší sekvence působí opačně. Výzkum také zjistil, že během meiózy jsou dlouhou 140bp palindromickou sekvencí indukovány dvouřetězcové zlomy. V dlouhé vlásenkové struktuře není celá kmenová smyčka zakryta a zpracovávající endonukleáza je obnažena, což způsobuje zářezy ve smyčce. Tento zářez vytvoří mezeru, která je opravena divokým typem vlákna. Indukce dvouřetězcových zlomů během meiózy způsobuje genomovou nestabilitu.
Pravděpodobnost výskytu palindromických sekvencí v proteinechUpravit
Studií zaměřených na význam palindromických sekvencí v proteinech není mnoho, ale byly provedeny některé, které nám hodně napovídají o vztahu mezi palindromickými sekvencemi a funkcí proteinů. Pochopením skutečného vzniku těchto palindromických sekvencí a jejich vlastností však mohou vědci tyto sekvence spojit s funkcemi. Bylo zjištěno, že klesající složitost aminokyselinového složení zvyšuje pravděpodobnost vzniku palindromické sekvence. Další krok se týká pravděpodobnosti palindromických sekvencí v proteinech, což může být způsobeno častým vytvářením alfa šroubovic palindromy.
.