טיוטה:אלמנטים חוזרניים (DNA)

רצפים חוזרניים(DNA)

רצפים חוזרים (הידועים גם כאלמנטים חוזרים, יחידות חוזרות או חזרות) הם דפוסים של חומצות גרעין (DNA או RNA) המופיעות במספר עותקים ברחבי הגנום. ה-DNA החוזר זוהה לראשונה בגלל הקינטיקה המהירה של השיוך מחדש שלו. באורגניזמים רבים, חלק ניכר מה-DNA חוזר על עצמו, כאשר למעלה משני שלישים מהרצף מורכב מאלמנטים חוזרים בבני אדם.

אלמנטים חוזרים שנמצאים בגנום מתחלקים למחלקות שונות, בהתאם למבנה שלהם. הנטייה של אלמנטים חוזרים מורכבים או ממערכים של רצפים חוזרים על עצמם, או בחזרות המפוזרות ברחבי הגנום.

פונקציונליות

ויכוחים בנוגע לתפקודים הפוטנציאליים של אלמנטים אלה נמשכים זמן רב. התייחסויות שנויות במחלוקת ל-DNA "זבל" או "אנוכי" הועלו בשלב מוקדם, מה שמרמז על כך שקטעי DNA שחוזרים על עצמם הם שרידים מאבולוציית העבר או רצפים משכפלים עצמיים אוטונומיים הפורצים את מכונות התא כדי להתרבות. חזרות מפוזרות הוכרו יותר ויותר כמקור פוטנציאלי לשונות גנטית. יחד עם תפקידים רגולטוריים אלה, הוצע גם תפקיד מבני של אלמנטים חוזרניים בעיצוב הקיפול התלת-ממדי של גנומים. השערה זו נתמכת רק על ידי קבוצה מצומצמת של ראיות ניסיוניות. למשל בבני אדם, עכברים וזבובים, מספר סוגים של אלמנטים חוזרים מציגים נטייה גבוהה למיקום משותף בתוך המרחב הגרעיני, מה שמרמז על כך שעמדות חוזרות של DNA יכולות לשמש את התא כמפת קיפול הגנום.

סוגים

קטגוריות עיקריות של רצף חוזר או חזרות:

• חזרות טנדם: הם עותקים המונחים זה לצד זה, ישירות או הפוכה. Satellite DNA - נמצא בדרך כלל בצנטרומרים ובהטרוכרומטין. Minisatellite - יחידות חוזרות מכ-10 עד 60 זוגות בסיסים, הנמצאות במקומות רבים בגנום, כולל הצנטרומרים. Microsatellite - יחידות חוזרות של פחות מ-10 זוגות בסיסים; זה כולל טלומרים, שבדרך כלל יש להם 6 עד 8 יחידות חוזרות של זוגות בסיסים.
• חזרות משולבות (הידוע גם בשם יסודות גרעיניים משובצים):
  • אלמנטים הניתנים להעברה
  • רטרוטרנספוזונים
  • SINEs (Short Interspersed Nuclear Elements)
  • LINEs (אלמנטים גרעיניים ארוכים משתלבים)

אצל פרימטים, רוב ה-LINEs הם LINE-1 ורוב ה-SINEs הם ALU אלו. SVAs הם ספציפיים להומינואידים. בפרוקריוטים, קריספר הם מערכים של חזרות ומרווחים מתחלפים. רצפים חוזרים ונשנים אבולוציוניים שנגזרו מאירועי זיהום ויראלי.

סוגים נוספים

• חזרות ישירות:
  • חזרה ישירה גלובלית
  • חזרות פשוטות ישירות
  • חזרות ישירות מקומיות
  • חזרות ישירות מקומיות עם מרווח
• חזרות הפוכות:
  • חזרה גלובלית הפוכה
  • חזרה מקומית הפוכה
  • חזרה הפוכה עם מרווח
  • חזרה פלינדרומית
• מראה וחוזר חלילה

ביוטכנולוגיה

קשה לרצף DNA חוזר באמצעות טכניקות רצף מהדור הבא: הרכבת רצף מקריאות קצרות פשוט לא יכולה לקבוע את אורכו של חלק שחוזר על עצמו. בעיה זו חמורה במיוחד עבור מיקרו-לוויינים, העשויים מיחידות חוזרות זעירות של 1-6bp. חוקרים רבים השאירו באופן היסטורי חלקים שחוזרים על עצמם בעת ניתוח ופרסום נתוני גנום שלם.