Biopolym. Cell. 2008; 24(5):368-376.
Структура и функции биополимеров
Cравнительный анализ нуклеотидного состава экзонно-интронных последовательностей генов человека
1Дуплий Д. Р., 2Калашников В. В., 1Чащин Н. А., 3Толсторуков М. Е.
  1. Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины
    ул. Академика Заболотного, 150, Киев, Украина, 03680
  2. Харьковский национальный экономический университет
    проспект Ленина, 9а, Харьков, Украина, 61166
  3. Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина
    пл. Свободы, 4, Харьков, Украина, 61077

Abstract

Исследование асимметрий нуклеотидного состава (АНС), связанных с транскрипцией, проведено в различных функциональных участках генов человека. Охарактеризованы четыре типа АНС: аденин-тиминовая, цитозин-гуаниновая, пурин-пиримидиновая и кето-аминовая. Обнаружены существенные различия в типах АНС в экзонах и интронах, выражающиеся системами соотношений: A > T; G ≥ C; A + G > C + T; A + C≥ G + T для экзонов и A < T; C ≤ G; A + G ≤ C + T; A + C < G + T для интронов. В нетранскрибируемых областях генома величины АНС близки к нулю, а наибольших значений достигают в интронах генов «домашнего хозяйства». В среднем более высокие значения АНС наблюдаются в группе генов «домашнего хозяйства» по сравнению с тканеспецифическими. Полученные результаты демонстрируют, что подробная информация об АНС может быть использована для дальнейшего понимания генной струтуры и организации генома в целом.
Keywords: экзоны, интроны, нуклеотиды, асимметрии

References

[1] Sueoka N. Directional mutation pressure, selective constraints, and genetic equlibria J. Mol. Evol 1992 34:95–114.
[2] Grigoriev A. Analyzing genomes with cumulative skew diagrams Nucl. Acids Res 1998 26:2286–2290.
[3] Mrazek J., Karlin S. Strand compositional asymmetry in bacterial and large viral genomes Proc. Nat. Acad. Sci. USA 1998 95:3720–3725.
[4] Mackiewicz P., Mackiewicz D., Kowalczuk M. Flip-flop around the origin and terminus of replication in prokaryotic genomes Genome Biol. 2001;2(12):INTERACTIONS1004.
[5] Zawilak A., Cebrat S., Mackiewicz P. Identification of a pupative chromosomal replication origin from Helicobacter pylori and its interaction with the initiator protein DNA Nucl. Acids Res 2001 29:2251–2259.
[6] Ma X. R., Xiao S. B., Guo A. Z., Lv J. Q., Chen H. C. DNAskew: statistical analysis of base compositional asymmetry and prediction of replication boundaries in the genome sequences Acta Biochim. et Biophys. Sin. (Shanghai) 2004 36:16–20.
[7] Francino M. P., Ochman H. Strand asymmetries in DNA evolution Trends Genet 1997 13:240–245.
[8] Mushkambarov NN, Kuznetsov SL. Molecularnaya biologiya. M.: MIA, 2003. 529p
[9] Svejstrup J. Q. Transcription repair coupling factor a very pushy enzyme Mol. Cell 2002 9:1151–1152.
[10] Beletskii A., Bhagwat A. S. Transcription-induced cytosine- to-thymine mutations are not dependent on sequence context of the target cytosine J. Bacteriol 2001 183:6491–6493.
[11] Touchon M., Nicolay S., Arneodo A., d'Aubenton-Cafara Y., Thermes C. Transcription-coupled TA and GC strand asymmetries in the human genome FEBS Lett 2003 555:579–582.
[12] Green P., Ewing B., Miller W., Thomas P. J., NISC Comparative Sequencing Program, Green E. D. Transcrip- tion-associated mutational asymmetry in mammalian evolution Nat. Genet 2003 33:514–517.
[13] Zhang M. Q. Statistical features of human exons and their flanking regions Hum. Mol. Genet 1998 7:919–932.
[14] Castillo-Davis C. I., Mekhedov S. L., Hartl D. L., Koonin E. V., Kondrashov F. A. Selection for short introns in highly expressed genes Nat. Genet 2002 31:415–418.
[15] Fujimori S., Washio T., Tomita M. GC-compositional strand bias around transcription start sites in plants and fungi BMC Genomics 2005 6:26.
[16] Louie E., Ott J., Majewski J. Nucleotide frequency variation across human genes Genome Res 2003 13:2594– 2601.
[17] International Human Genome Sequencing Consortium. Finishing the euchromatic sequence of the human genome Nature 2004 431:931–945.
[18] Eisenberg E., Levanon E. Y. Human housekeeping genes are compact Trends Genet 2003 19:362–365.
[19] Hsiao Li-Li, Dangond F., Yoshida T., Hong R., Jensen R. V., Misra J., Dillon W., Lee K. F., Clark K. E., Haverty P., Weng Z., Mutter G. L., Frosch M. F., MacDonald M. E., Milford E. L., Crum C. P., Bueno R., Pratt. E., Mahadevappa M., Warrington J. A., Stephanopoulos Gr., Stephanopoulos G., Gullans S. R. A compendium of gene expression in normal human tissue. Physiol Genomics. 2001;7(2):97-104.
[20] Gaydyshev I. Analysis and processing: a special directory. St. Petersburg: Piter, 2001. 752p.
[21] Gerstein M. B., Bruce C., Rozowsky J. S., Zheng D., Du J., Korbel J. O., Emanuelsson O., Zhang Z. D., Weissman S., Snyder M. What is a gene, post-ENCODE? History and updated definition Genome Res 2007 17:669–681.