AGRIS - 

2012

Chernikova, D.A. | Rogozin, I.I. | Managadze, D., National Institutes of Health, Bethesda

From position of modern genomics the complexity of the eukaryote genome organization, including structural genes, genes of transport and ribosomal RNA, the tandem and intersperced repeats is discussed in details. The scientific data testifying high frequency of occurrence in genome sequences of farm animals (cattle, horse) the sequences of different classes of endogenous retroviruses, and also high frequency of transpositions of mobile genetic elements (MGE) in comparison with mononucleotide replacements are provided. The paradox between rather small quantity of nucleotides in the genomes falling on structural genes, coding proteins (about 2% from a haploid genome) in mammalian genomes, and the big size of transcriptome including transcripts more than 90% genome is considered. The concept of "a dark matter" and participation in its formation of long non-coding RNA was considered. The regulatory role in a gene expression of long non-coding RNA and their communication with MGE was analyzed. On modeling objects (genomes of a mouse, human) the comparative analysis of the frequencies of Long Interspersed Nuclear Elements (LINE) localizations, which transcribed in long non-coding RNA, in gene regions being under different pressure of natural selection has been carried out. Convincing data are obtained, testifying that the frequency of LINE localization is statistically authentic below in exons in comparison of promotors, and below in promotors in comparison of introns, that corresponds to known intensity differences in control of these sequences by factors of natural selection. Considering the high speed of transpositions (10-2 transpositions on one transposon, on one generation) the complexity of evaluation of the genetic and adaptive contribution within N.I.Vavilov's law on homological ranks of hereditary variability in relation with the MGE accumulations in genomes of highest plants and animals is analyzed. Existence of "clearing" selection in relation to "ancient" MGE (LINE) in long non-coding RNA is discovered | С современных позиций анализируется сложность организации генома эукариот, включающего структурные гены, гены транспортных и рибосомальных РНК, тандемные и диспергированные повторы. Приводятся литературные данные, свидетельствующие о высокой частоте встречаемости в секвенированных последовательностях геномов с.-х. видов (крупный рогатый скот, домашняя лошадь) последовательностей разных классов эндогенных ретровирусов, а также высокая частота транспозиций мобильных генетических элементов (МГЭ) по сравнению с мононуклеотидными заменами. Обсуждается парадоксальность отношений малого количества нуклеотидов в геномах, приходящихся на структурные гены, кодирующие белки (около 2% от гаплоидного генома) в геномах млекопитающих, с величиной транскриптома, в который входят транскрипты более 90% от всего генома. Рассматриваются понятие "темной материи", участие в ее формировании длинных некодирующих РНК, а также регуляторная роль в генной экспрессии длинных некодирующих РНК и их связь с МГЭ. На модельных объектах (геномы мыши, человека) выполнен сравнительный анализ частот локализаций транскрибируемых в длинные некодирующие РНК последовательностей длинных диспергированных ядерных элементов (LINE) в участках структурных генов, находящихся под разным давлением естественного отбора. Частота локализации LINE статистически достоверно низкая в экзонах, более высокая в промоторах, и наибольшая — в интронах, что соответствует отличиям в интенсивности контроля этих последовательностей факторами естественного отбора. Учитывая высокую скорость транспозиций (10-2 транспозиций на один транспозон на одно поколение) рассматриваются сложности оценок вклада генетической и адаптивной компонент в гомологические ряды наследственной изменчивости Н.И. Вавилова в связи с накоплением данных о доминирующей роли МГЭ в организации геномов высших растений и животных. Отмечается наличие "очищающей" селекции по отношению к "древним" МГЭ (LINE) в длинных некодирующих РНК.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation