真核生物基因組中雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)Φ南到y(tǒng)研究.pdf

1、-直以來,我們都知道基因組的結(jié)構(gòu)具有重要的生物學(xué)意義,與基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控有密切的關(guān)系。最典型的例子就是原核生物中的操縱子(operon),通常認(rèn)為操縱子中的基因基本上都有功能上的相關(guān)性,而且這種結(jié)構(gòu)有效的保證了基因的共調(diào)控(coregulation)。在真核生物基因組中,盡管缺少操縱子結(jié)構(gòu),但是通過比較基因組學(xué)的分析,越來越多的證據(jù)表明基因順序和相對位置的保守性是的確存在的,也就是說基因在染色體上不是隨機(jī)分布的。這種基因分布的非隨機(jī)性是與

2、一級結(jié)構(gòu)和染色體上的調(diào)控相關(guān)的,并且在進(jìn)化中有一定的選擇優(yōu)勢(selection advantage)。 雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)?divergent gene pairs)指的是兩個相鄰的基因,它們轉(zhuǎn)錄方向相反(divergently transcribed)并且轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)(transcription start site,TSS)的距離不超過1000個堿基。隨著大量實(shí)驗證據(jù)的出現(xiàn),雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)υ絹碓奖徽J(rèn)為是基因組中普遍存在的現(xiàn)象。

3、但是,對其在全基因組范圍上的細(xì)致研究還不是很多。由于雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)υ趩幼訁^(qū)域可能共用一些調(diào)控元件,這個區(qū)域里的突變可能會改變兩個基因的啟動子活性,從而影響兩個基因的共表達(dá)轉(zhuǎn)錄,所以研究雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)Φ男纬蓹C(jī)制,進(jìn)化過程,共表達(dá)的關(guān)系,功能分布以及雙向轉(zhuǎn)錄啟動子的特點(diǎn)對于我們深刻理解這種基因組結(jié)構(gòu)具有很重要的意義。 本文通過對果蠅基因組中的雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)Φ南到y(tǒng)分析以及與其他以人類為代表的真核生物基因組進(jìn)行比較研究,發(fā)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)錄墊

4、因?qū)Φ慕Y(jié)構(gòu)在所有真核生物中都是普遍存在的。同時,相對于基因組的基因密度(gene density),果蠅基因組中則比其他真核生物基因組具有更高比例的雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)?。比較基因組學(xué)的分析又表明在一定的進(jìn)化時間范圍內(nèi),雙向轉(zhuǎn)錄基因是很保守的。不同基因組中的雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)芸赡苁窃谶M(jìn)化過程中相互獨(dú)立的發(fā)展起來的。另外,基因表達(dá)分析也顯示果蠅基因組中的大部分雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)Χ际蔷哂酗@著的表達(dá)相關(guān)性的。更進(jìn)一步,雙向轉(zhuǎn)錄基因?qū)Ω鼉A向于具有很強(qiáng)的功能上