Minisatelit (biyoloji)

Bir minisatelit, DNA içinde tekrar eden 10-60 bazlık bir dizidir. Bunlar insan genomunda binden çok konumda bulunur. Bazı minisatelitlerde DNA ipliklerinden biri pürin (adenin (A) ve guanin (G)) öbürü pirimidin (sitozin (C)ve timin (T))ağırlıklı olur, bazıları ise “GGGCAGGANG” bazlarından (N herhangi bir baz olabilir) oluşan bir merkez (veya "çekirdek") dizi içerirler. Bu dizinin kromozomlar arasında dizi takasına yol açtığı öne sürülmüştür. Başka bir görüşe göre ise, minisatelitlerde kopya sayısı varyasyonunun nedeni, yakınında bir çift iplik DNA kırılma noktasının bulunmasıdır. DNA ikileşmesi sırasındaki sorunlar, örneğin DNA ipliklerinden birinin öbürüne göre kayması sonucu hatalar olmakta ve minisatelitin tekrarlayan dizi sayısında bir değişiklik meydana gelmektedir. En çok değişkenlik gösteren lokus CEB1 (D2S90)'dir.

"Minisatelitler" tekrar eden, genelde GC-zengini, değişken sayılı tekrarlayan dizilerdir, uzunlukları 10 ila 100 baz çiftidir. Bu değişken tekrarlı diziler birbirileri arasında girerek karışabilirler.

İnsan minisatelitleri ilk defa tesadüfen 1980'de A.R. Wyman ve R. White tarafından keşfedilmiştir. Alec Jeffreys bunlardaki aşırı çeşitliliğin DNA parmakizlemesi için mükemmel bir özelik olduğunu fark edince bu dizilerdeki instabilitenin nedeni yoğun bir araştırma konusu olmuştur. DNA parmakizlemesinin yanı sıra, minisatelitler yaygın olarak bağlantı analizi ve popülasyon genetiği için genetik belirteç olarak da kullanılırlar.

Minisatelitkler ayrıca gen ifadesine (yani transkripsiyon, alternatif uçbirleştirme, veya imprint kontroluna) etki ederler, protein kodlayıcı diziler içinde yer alan bazı minisatelitler ise protein yapısına etki edebilir.

Bazı insan minisatelitlerin aşırı derecede değişime uğrayabildiği gösterilmiştir. Germ hücrelerinde bu minisatelitlerin ortalama mutasyon oranının %0,5 ila 20'dir, bunlar insan genomunda bilinen en kararsız bölgelerdir. Fare, sıçan ve domuz genomlarında da minisatelit benzeri diziler olmakla beraber bunların hiçbiri insanda olabildiği kadar aşırı değişim göstermemektedir. Bu aşırı değişken minisatelitlerin hepsinin dahilî varyantları olduğu için, bunlarda meydan gelen değişimin yakından izlenmesi mümkündür. PCR ile minisatelit varyant haritalaması ile bu minisatelitlerin birbiri içinde yayılmaları ayrıntılı şekilde haritalanmış, böylece alellerin mutasyondan önceki ve sonraki yapıları belirlenebilmiştir.

Somatik ve germ hücrelerinde farklı mutasyon süreçlerinin olduğu çalışmalarda ortaya çıkmıştır. Kan DNA'sında tespit edilen somatik kararsızlık, spermde görülenden 2-3 mertebe (100-1000 kat) daha basit ve enderdir, mekanizma olarak alel-içi dönüşüm olayları şeklindedir. Buna karşın, germ hücrelerinde karmaşık aleller-arası dönüşüm olayları olmaktadır.

İnsan minisatelitlerinin iki yanındaki DNA dizilerinin analizi sonucu görülmüştür ki, monosatelit dizilimlerinin kararsız (değişime eğilimli) tarafında, mayoz bölünme sırasında sıklıkla krosover olan bir konum (krosover hotspot) bulunmaktadır. Dolayısıyla, tekrarlı elemanların dönüşümü, tekrarlı dizilimin böğüründeki (bitişiğindeki) DNA'nın rekombinasyon aktivitesi tarafından kontrol edilmekte, bu süreç mutasyonun hangi tarafta meydana geleceğini (polaritesini) de belirlemektedir. Bu bulgulardan çıkan sonuç, minisatelitlerin insan genomundaki rekombinasyon hotspotlarının bir yan ürünü olduklarıdır.

Minisatelitlerin alel büyüklüklerinin zaman içinde bir denge dağılımına ulaştığı bulunmuştur. Minisatelitin yanındaki mutasyonlar DNA instabilitesini bastırarak onun rekombinasyon aktivitesini etkilemektedir. Bu süreç içinde, minisatelitin mayoz etkisiyle aşırı değişimi nihayet sona erer.