Дата публикации: 2020

Дата публикации в реестре: 2021-04-23T13:54:54Z

Аннотация:

В обзорной статье рассмотрены различные механизмы возникновения белок-кодирующих генов в эволюции. У прокариот важными источниками новых белков служат внегеномные элементы – плазмиды, интегроны, CRISPR и бактериофаги, гены вспомогательного набора которых в ходе эволюции переходят в базовые. В интеграции новых последовательностей в геном при этом ключевую роль играют транспозоны, ретроэлементы и некодирующие РНК, оказывающие регуляторный эффект в адапатации. Возникновение эукариот связано с глобальным распространением мобильных элементов, которые способствовали увеличению размеров геномов за счет формирования сложных регуляторных структур и генов некодирующих РНК, формируя интроны и межгенные области. Кроме того, транспозоны у эукариот оказались важными источниками белок-кодирующих генов за счет образования ретрокопий, экзонизации инсерций, одомашнивания генов транспозонов. Эффективность распространения мобильных элементов связана с образованием доменных структур их транскриптов (в том числе представленных некодирующими РНК) и продуктов трансляции, способных взаимодействовать с регуляторными последовательностями транспозонного происхождения в геноме и другими молекулами. Обнаруженная способность некодирующих РНК транслироваться в функциональные пептиды позволяет предположить данный механизм в качестве возможного источника формирования новых белок-кодирующих генов. Предполагается, что эволюция эукариот обусловлена совершенствованием универсальных систем регуляции работы геномов, развившихся в качестве систем защиты хозяев от транспозонов и вирусов. К данным системам относятся РНК-интерференция, сплайсинг, контроль структуры генома посредством гистонов, теломер и метилирования ДНК. Одной из причин возникновения комплекса систем могло быть физическое разобщение генов, участвующих в единых биохимических процессах (оперон у прокариот) в связи с многочисленными инсерциями с привлечением регуляторных элементов транспозонов, которые не только компенсировали данное разобщение, но и предоставили возможность более координированной динамической регуляции работы генома.

Тип: Article