معلومة

لماذا معدل الطفرة مرتفع في الإنترونات؟

لماذا معدل الطفرة مرتفع في الإنترونات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يذكر مبدأ علم الوراثة

حقيقة أن الإنترونات تتراكم طفرات جديدة بسرعة أكبر بكثير من exons تشير إلى أن العديد من متواليات زوج النيوكليوتيدات المحددة من الإنترونات ، باستثناء النهايات ، ليست مهمة للغاية.

على الرغم من أن "ليست مهمة جدًا" ليس صحيحًا لأن الإنترونات لها عدد من الوظائف (سواء المكتشفة أو غير المكتشفة).

ولكن لماذا يعتبر بوليميراز الدنا أقل كفاءة في تكرار الإنترونات؟ هل هو معروف؟


ليس أقل كفاءة ، ولكن الإنترونات تخضع لضغط انتقائي أقل من exons. تقوم Exons بالفعل بتشفير البروتين. سيؤدي إدخال bp واحد إلى تدمير mRNA الذي يشفر بروتينًا عن طريق التسبب في تحول إطار في كيفية قراءة التسلسل.

ومع ذلك فإن الشيء نفسه لا ينطبق على الإنترونات. 1bp الإدراج حتى لو كان للإنترون وظيفة مثل النسخ أو تنظيم عامل الترجمة لديه فرصة أكبر لعدم إتلاف أي شيء مهم. ببساطة لأن هذه العوامل متباعدة وأن المساحة ليست مهمة حقًا.

http://www.nature.com/scitable/topicpage/rna-splicing-introns-exons-and-spliceosome-12375 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17570818


تشير ورقة واحدة بعد طرح هذا السؤال إلى أنه قد يكون اختيارًا أقوى للتنقية في exons و معدل طفرة قاعدية أعلى في الإنترونات ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى إمكانية الوصول المختلفة للحمض النووي.

أنت محق في أن الإنترونات تلعب دورًا مهمًا في التنظيم (ربما كل من التوقيت والتعبير العام ، بالإضافة إلى وجود معززات وإمكانية التضفير البديل الذي يؤثر على البروتين الفعلي المنتج).


التطور السريع للجينومات الهائلة متعددة الصبغيات في الميتوكوندريا النباتية المزهرة مع معدلات طفرة عالية بشكل استثنائي

يختلف حجم الجينوم وتعقيده بشكل كبير بين الأنواع حقيقية النواة وعضياتها. اقترحت المقارنات عبر سلالات حقيقية النواة شديدة التباين أن التباين في معدلات الطفرات قد يفسر هذا التنوع ، مع زيادة الأعباء الطفرية التي تفضل تقليل حجم الجينوم والتعقيد. إن اكتشاف أن معدلات طفرة الميتوكوندريا يمكن أن تختلف حسب ترتيب الحجم بين أنواع كاسيات البذور وثيقة الصلة يقدم فرصة فريدة لاختبار هذه الفرضية. قمنا بتسلسل جينومات الميتوكوندريا من نوعين في جنس كاسيات البذور سيلين مع تسارعات حديثة ومثيرة في معدلات طفرات الميتوكوندريا. على عكس التوقعات النظرية ، شهدت هذه الجينومات انتشارًا هائلاً للمحتوى غير المشفر. يبلغ حجمهما 6.7 و 11.3 ميجا بايت ، وهما أكبر جينومات الميتوكوندريا المعروفة ، وأكبر من معظم الجينومات البكتيرية وحتى بعض الجينومات النووية. في المقابل ، يتطور اثنان ببطء سيلين جينومات الميتوكوندريا أصغر من المتوسط ​​بالنسبة إلى كاسيات البذور. وبالتالي ، فإن هذا الجنس يلتقط ما يقرب من 98٪ من الاختلاف المعروف في حجم جينوم العضية. تكشف الجينومات الموسعة عن العديد من التغييرات المعمارية ، بما في ذلك تطور الهياكل المعقدة متعددة الصبغيات (مع 59 و 128 كروموسومات دائرية لرسم الخرائط ، تتراوح في الحجم من 44 إلى 192 كيلو بايت). كما أنها تظهر انخفاضًا كبيرًا في نشاط إعادة التركيب وتحويل الجينات كما تم قياسه بالتردد النسبي لمطابقة الجينوم البديلة ومستوى الاختلاف التسلسلي بين النسخ المتكررة. لذلك يمكن أن يكون تطور معدل الطفرات وحجم الجينوم وبنية الكروموسوم سريعًا للغاية ومترابطًا بطرق لا تتنبأ بها النظريات التطورية الحالية. تثير نتائجنا الفرضية القائلة بأن التغييرات في عمليات إعادة التركيب ، بما في ذلك تحويل الجينات ، قد تكون قوة مركزية تدفع تطور كل من معدل الطفرات وبنية الجينوم.


طبيعة الطفرات

من المناسب تقسيم الطفرات إلى ثلاث مجموعات رئيسية: (أنا) اكتساب أو فقدان واحد أو أكثر من الكروموسومات (ثانيا) إعادة ترتيب أو اكتساب أو فقدان أجزاء من الكروموسومات نتيجة لانكسار الكروموسومات (ثالثا) التغيرات في الجينات الفردية أو مناطق صغيرة من الحمض النووي. يُطلق على النوعين الأولين عادةً طفرات الكروموسوم ، والثالث ، طفرات الجينات. بالطبع تتداخل الفئات ، وهناك أنواع أخرى من التغييرات التي حذفتها. ما يشغلني اليوم هو المجموعة الثالثة ، الطفرة الجينية. يمكن أن يكون التغيير الطفري ، وغالبًا ما يكون ، بديلاً فرديًا للنيوكليوتيدات. قد يكون أيضًا اكتساب أو خسارة أو إعادة ترتيب مجموعة من النيوكليوتيدات داخل الجين أو بالقرب منه. لم يستطع علم الوراثة الكلاسيكي التمييز بين هذه ، لكن التقنيات الجزيئية يمكنها ، وكما سأبين لاحقًا ، فإن التمييز مهم.

إن أهم خصائص الطفرات الجينية ، لأغراض هذا الحديث ، هي: أولاً ، للتكرار ، إذا كان لها تأثير ملحوظ ، فإنها دائمًا ما تكون ضارة. ثانيًا ، معظم التغييرات ليست في الجينات ، ولكن في الجزء الأكبر مما يسمى DNA "غير المرغوب فيه" ، ومعظمها ليس له وظيفة معروفة. العديد من هذه التغييرات محايدة بشكل فعال. ثالثًا ، معظم الطفرات لها تأثيرات طفيفة جدًا ، إن وجدت. عادة ما نفكر في الطفرة على أنها تغير في لون العين ، أو مرض واضح ، أو بعض التغيرات المظهرية الأخرى الحادة والمذهلة ، وهذه بالفعل هي أنواع الطفرات التي كانت مفيدة للغاية للتحليل الجيني الكلاسيكي. لكن التجارب متنوعة في مختلف الأنواع على وجه الخصوص ذبابة الفاكهة، تبين أن الطفرة النموذجية خفيفة للغاية. عادة لا يكون له تأثير علني ، ولكنه يظهر على شكل انخفاض طفيف في القدرة على البقاء أو الخصوبة ، وعادة ما يتم اكتشافه إحصائيًا فقط. رابعًا ، أن يكون التأثير ضئيلًا لا يعني أنه غير مهم. الطفرة المهيمنة التي تنتج تأثيرًا كبيرًا جدًا ، ربما تكون قاتلة ، تؤثر فقط على عدد صغير من الأفراد قبل القضاء عليها من السكان بالموت أو الفشل في التكاثر. إذا كان له تأثير خفيف ، فإنه يستمر لفترة أطول ويؤثر على عدد أكبر في المقابل. لذلك ، نظرًا لكونها أكثر عددًا ، يمكن أن يكون للطفرات الخفيفة على المدى الطويل تأثير كبير على اللياقة مثل تأثير الطفرات الجذرية.


محتويات

في عام 1993 ، حصل ريتشارد جي روبرتس وفيليب ألين شارب على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لاكتشافهما "الجينات المنقسمة". [4] باستخدام نموذج الفيروس الغدي في بحثهم ، تمكنوا من اكتشاف التضفير - حقيقة أن ما قبل mRNA تتم معالجته في mRNA بمجرد إزالة الإنترونات من جزء RNA. اكتشف هذان العالمان وجود مواقع لصق ، وبالتالي تغيير وجه أبحاث الجينوم. اكتشفوا أيضًا أن تضفير الحمض النووي الريبي المرسال يمكن أن يحدث بطرق مختلفة ، مما يفتح إمكانية حدوث طفرة.

اليوم ، توجد العديد من أنواع التقنيات المختلفة التي يمكن تحديد مواقع لصقها وتحليلها للحصول على مزيد من المعلومات. إن Human Splicing Finder هي قاعدة بيانات على الإنترنت مستمدة من بيانات مشروع الجينوم البشري. تحدد قاعدة بيانات الجينوم آلاف الطفرات المتعلقة بالمجالات الطبية والصحية ، بالإضافة إلى توفير معلومات بحثية مهمة فيما يتعلق بطفرات موقع لصق. تبحث الأداة على وجه التحديد عن أخطاء الربط السابقة للـ mRNA ، وحساب مواقع لصق محتملة باستخدام خوارزميات معقدة ، والارتباط بالعديد من قواعد البيانات الجينومية الأخرى عبر الإنترنت ، مثل مستعرض الجينوم Ensembl. [5]

نظرًا للموقع الحساس لمواقع لصق ، يمكن أن تصبح الطفرات في مناطق المتقبل أو المانح لمواقع لصق ضارة للفرد البشري. في الواقع ، تنبع العديد من أنواع الأمراض المختلفة من حالات شاذة داخل مواقع لصق.

تحرير السرطان

أكدت دراسة تبحث في دور طفرات موقع لصق في السرطان أن طفرة موقع لصق كانت شائعة في مجموعة من النساء المصابات بسرطان الثدي والمبيض. هؤلاء النساء لديهن نفس الطفرة ، وفقا للنتائج. يؤدي استبدال زوج أساسي واحد intronic إلى تدمير موقع متقبل ، وبالتالي تنشيط موقع لصق مشفر ، مما يؤدي إلى إدخال 59 زوجًا أساسيًا وإنهاء السلسلة. كان لدى العائلات الأربع المصابة بسرطان الثدي والمبيض طفرات إنهاء سلسلة في النصف N-terminal من البروتين. [6] الطفرة في هذا المثال البحثي تقع داخل موقع لصق.

تحرير الخرف

وفقًا لدراسة بحثية أجريت في Hutton، M et al ، تم العثور على طفرة مغلوطة تحدث في المنطقة 5 'من الحمض النووي الريبي المرتبط ببروتين تاو مرتبطة بالخرف الموروث (المعروف باسم FTDP-17). تزعزع طفرات موقع اللصق استقرار بنية حلقة جذعية محتملة والتي من المرجح أن تشارك في تنظيم التضفير البديل لـ exon10 في الكروموسوم 17. ونتيجة لذلك ، يحدث المزيد من الاستخدام على موقع لصق 5 ونسبة متزايدة من نسخ tau التي تتضمن exon 10 تم إنشاؤها. ستؤدي هذه الزيادة الكبيرة في mRNA إلى زيادة نسبة Tau التي تحتوي على أربعة مكررات مرتبطة بالأنابيب الدقيقة ، وهو ما يتوافق مع علم الأمراض العصبي الموصوف في العديد من العائلات المصابة بـ FTDP-17 ، وهو نوع من الخرف الموروث. [7]

تحرير الصرع

قد تحدث بعض أنواع الصرع بسبب طفرة في موقع لصق. بالإضافة إلى طفرة في كودون التوقف ، تم العثور على طفرة في موقع لصق على الخيط 3 'في ترميز جيني للسيستاتين B في مرضى الصرع الرمع العضلي التقدمي [8]. لم يتم العثور على هذا المزيج من الطفرات في الأفراد غير المصابين. من خلال مقارنة التسلسلات مع وبدون طفرة موقع لصق ، تمكن الباحثون من تحديد أن تحويل النوكليوتيدات من G إلى C يحدث في الموضع الأخير من الإنترون الأول. يحدث هذا التحول في المنطقة التي ترمز لجين سيستاتين ب. الأفراد الذين يعانون من الصرع الرمع العضلي التقدمي يمتلكون شكلاً متحورًا من هذا الجين ، مما يؤدي إلى انخفاض إنتاج الرنا المرسال الناضج ، وبالتالي انخفاض في التعبير البروتيني.

أظهرت دراسة أيضًا أن نوعًا من صرع غياب الطفولة (CAE) يسبب نوبات حموية قد يكون مرتبطًا بطفرة في موقع لصق في الإنترون السادس لجين GABRG2. تم العثور على طفرة موقع لصق هذه لتسبب وحدة فرعية GABRG2 غير وظيفية في الأفراد المصابين. [9] وفقًا لهذه الدراسة ، كانت الطفرة النقطية هي السبب في حدوث طفرة في موقع مانح لصق ، والتي حدثت في intron 6. يتم إنتاج منتج بروتيني غير وظيفي ، مما يؤدي أيضًا إلى الوحدة الفرعية غير الوظيفية.

تحرير الاضطرابات الدموية

قد تكون العديد من الأمراض الوراثية نتيجة لطفرات موقع لصق. على سبيل المثال ، الطفرات التي تسبب التضفير غير الصحيح لـ β-globin mRNA مسؤولة عن بعض حالات الثلاسيميا بيتا. مثال آخر هو TTP (فرفرية نقص الصفيحات الخثارية). يحدث TTP بسبب نقص ADAMTS-13. وبالتالي يمكن أن تتسبب طفرة موقع لصق لجين ADAMTS-13 في حدوث TTP. تشير التقديرات إلى أن 15 ٪ من جميع الطفرات النقطية التي تسبب الأمراض الوراثية البشرية تحدث داخل موقع لصق. [10]

تحرير نقص الغدة الدرقية

عندما تحدث طفرة في موقع لصق في intron 2 من الجين الذي ينتج هرمون الغدة الجار درقية ، يمكن أن يسود نقص الغدة الجار درقية. في دراسة معينة ، ينتج عن استبدال G إلى C في موقع لصق intron 2 تأثير تخطي في نسخة messenger RNA. يمتلك exon الذي تم تخطيه كود البدء لإنتاج هرمون الغدة الجار درقية. [11] هذا الفشل في البدء يسبب النقص.

باستخدام الكائن الحي النموذجي Drosophila melanogaster ، تم تجميع البيانات المتعلقة بالمعلومات الجينومية وتسلسل هذا الكائن الحي. يوجد نموذج تنبؤ يمكن فيه للباحث تحميل معلوماته الجينية واستخدام قاعدة بيانات توقع موقع لصق لجمع معلومات حول مكان مواقع لصق. يمكن استخدام مشروع Berkeley Drosophila لدمج هذا البحث ، بالإضافة إلى شرح بيانات متجانسة عالية الجودة. يمكن أن يكون متنبئ موقع لصق أداة رائعة للباحثين الذين يدرسون الأمراض البشرية في هذا الكائن الحي النموذجي.


لماذا تحتوي حقيقيات النوى على إنترونات؟

لماذا بدائيات النوى لا؟ الإنترونات في وقت مبكر؟ متأخر؟ في مكان ما بينهما؟

يتم قطع intron أثناء الربط. يسمح هذا للإكسونات الموجودة بينهم بالترتيب بعدة طرق مختلفة ، لأنهم لا يتعين عليهم إعادة الاتصال بنفس الترتيب الذي كانوا عليه من قبل. يسمح هذا للخلية بإنشاء عدة بروتينات مختلفة (أو RNA في هذه المسألة) من تسلسل واحد. إذا كنت تقصد السؤال عن كيفية ظهورها ، فأنا لست متأكدًا بنسبة 100٪ ، ولكن من المعقول أن تكون الينقولات متورطة ، حيث لا يزال يتم اكتشاف بعض الطفرات المماثلة الجديدة بسببها ، حيث تُدخل تسلسلًا غير مشفر في تسلسل ترميز.

على الرغم من أن وظيفتها ليست واضحة بنسبة 100٪ حتى الآن ، يعتقد العديد من العلماء أن المناطق غير المشفرة في حمضنا النووي لها علاقة بمعدل التكيف المرتفع في حقيقيات النوى أثناء التطور.

الجين هو Intron حتى يحصل على & # x27s كودون بداية ونهاية محدد يجعله يعمل. يمكن أن يكون البروتين الناتج جيدًا أو سيئًا. إذا كان & # x27s جيدًا ، فإنه يبقى ، وإذا كان & # x27s سيئًا ، فسوف ينقرض (مفرط في التبسيط!)

هل سبق لك أن لاحظت وجود فجوات كبيرة في تطور الأعضاء متعددة الوظائف؟ مثل الجهاز الهضمي؟ توجد خطط بناء متعددة في eucarya للجهاز الهضمي ، لكن هل تساءلت يومًا كيف تم إجراء التغييرات الكبيرة للسماح لحقيقية eucarya بالتطور إلى شكل حياة أكثر تحديدًا ، دون ترك الكثير من حيوانات الفسيفساء؟

ربما يرجع ذلك إلى أن العديد من الإنترونات تحصل في وقت واحد على وظيفة جديدة وبالتالي بناء بروتينات جديدة غيرت خطط البناء هذه لجعلها أكثر تحديدًا.

آسف على لغتي الإنجليزية السيئة ، وما زلت متعلمًا.

لا توجد إجابة بيولوجية واضحة لهذا السؤال ، وربما لن تكون هناك أبدًا. سيقترح الكثير من الأشخاص تفسيرات مختلفة ، مثل الإنترونات التي تسمح بتعقيد أكبر ، فهي تلعب دورًا تنظيميًا من خلال التأثير على التعبير عن exons المجاورة ، وما إلى ذلك (انظر الإجابات الأخرى في هذا الموضوع ، على سبيل المثال الإنترنت مليء بالتفسيرات مثل هذه) . لكن العديد من الكائنات الحية تعمل بشكل جيد تمامًا بدون الإنترونات ، وبصفتي عالم أحياء جزيئية ، أشك بشدة في وجود أي شيء يمكن للكائنات تحقيقه باستخدام الإنترونات التي لا يمكن تحقيقها مطلقًا بدونها.

في الواقع ، حتى بين حقيقيات النوى ، لا يمتلك الكثير من & # x27t إنترونات ، أو لديهم عدد قليل جدًا (الخميرة مثال رائع: لديهم جميع الآليات اللازمة لتقسيم الإنترونات ، لكن الغالبية العظمى من جيناتهم تحتوي على 0 إنترونات بالضبط ، و قلة قليلة لديهم قصيرة جدًا). لذا فإن الأمر لا يتعلق فقط بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى ، ولكن الاتجاه العام هو أن الكائنات الحية الأكبر والأكثر تعقيدًا تميل إلى امتلاك المزيد من الإنترونات (وأطول).

قد يجادل بعض الناس بأن الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا تتطلب جينومات أكثر تعقيدًا ومرونة ، وتلعب الإنترونات دورًا في ذلك. قد يدعي البعض أن الإنترونات سمحت لهذه الكائنات بتطوير تعقيدها لتبدأ. لكنني أعتقد أنها مجرد مسألة اختيار سلبي ، أو عدمه. الكائنات الحية الأعلى لا تدفع غرامة لياقة كبيرة من خلال وجود الكثير من الحمض النووي في خلاياها ، لذلك لا يتم اختيارها للكفاءة الجينية مثل معظم الكائنات الحية الدقيقة. إنهم يراكمون الكثير من الخردة في جينوماتهم ببساطة لأن التطور لا يضغط عليهم حتى لا يفعلوا ذلك. انظر إلى البشر: 99٪ من الجينوم لدينا عبارة عن خردة كاملة. لا تصدق كل هؤلاء الأشخاص الذين يقولون & quot ؛ لا يوجد شيء مثل DNA غير المرغوب فيه & quot ؛ & quot؛ معظم الجينوم البشري لديه وظيفة توضيحية & quot ، وما إلى ذلك. والحقيقة هي أن نسبة كبيرة من الجينوم البشري غير ضرورية تمامًا BS. بالتأكيد ، لقد طور الكثير من هذه الرسائل غير المرغوب فيها بعض الوظائف (غالبًا ما تكون هامشية) بمرور الوقت ، لكننا سنكون على ما يرام تمامًا إذا لم نكن نبدأ بها. معظم حمضنا النووي ، بما في ذلك الإنترونات العديدة والمطولة ، موجود ببساطة لأن التطور لم يكلف نفسه عناء التخلص منه.

قارن جينومنا بجينوم البكتيريا: لا يوجد شيء هناك غير ضروري للغاية. تسلسلات تشفير البروتين ، وبعض المحفزات والمُنهي (قصيرة جدًا) ، وعدد قليل من التسلسلات التنظيمية الأقل أهمية ، وهذا هو السبب في ذلك. لا يوجد عدم كفاءة هناك ، لأن البكتيريا قادرة على تحمل تكاليفها. أي حمض نووي إضافي يعني إهدار المزيد من الطاقة أثناء تكرار الحمض النووي ، وبالتالي تقليل لياقتها المحسنة للغاية. لقد نحت التطور البكتيريا نحو أقصى قدر من الكفاءة ، لذلك إذا كان بإمكانهم الاستغناء عن الإنترونات (وأعتقد أي يمكن للكائن الحي ، من حيث المبدأ) أنهم فازوا للتو & # x27t لديهم. ضع في اعتبارك أنه ليس كما لو أن البكتيريا تفتقر إلى آليات تنظيمية معقدة ومرنة تتحكم في التعبير الجيني وما إلى ذلك. لديهم الكثير من التعقيد التنظيمي. لقد اكتشفوا للتو كيفية تحقيق ذلك دون امتدادات طويلة من الحمض النووي غير المجدي في الغالب.


كيف تعزز الإنترونات التعبير الجيني

في العديد من حقيقيات النوى ، بما في ذلك الثدييات والنباتات والخميرة والحشرات ، يمكن أن تزيد الإنترونات من التعبير الجيني دون أن تعمل كموقع ربط لعوامل النسخ. سميت هذه الظاهرة بـ "التحسين بوساطة intron-mediation". يمكن للإنترونات زيادة مستويات النسخ من خلال التأثير على معدل النسخ والتصدير النووي واستقرار النسخة. علاوة على ذلك ، يمكن للإنترونات أيضًا زيادة كفاءة ترجمة mRNA. تناقش هذه المراجعة المعرفة الحالية حول هذه العمليات. تم توضيح دور الربط في محرر أسلوب الإدخال (IME) وأهمية موضع intron بالنسبة إلى مواقع النسخ وبدء الترجمة. يتم التركيز بشكل خاص على السؤال لماذا يمكن أن يكون للإنترونات المختلفة ، الموجودة في نفس الموقع من نفس الجينات والمقسمة بكفاءة عالية مماثلة ، تأثيرات مختلفة جدًا على التعبير - من عدم وجود تأثير تقريبًا إلى التحفيز الكبير. يمكن تفسير هذا الموقف جزئيًا على الأقل من خلال تحديد العناصر intronic غير المرتبطة بالربط مع قدرة خاصة على تعزيز تراكم mRNA أو الكفاءة متعدية. تم تسليط الضوء على العديد من العوامل التي يمكن أن تؤدي إلى التباين الكبير الملحوظ بين تأثير الإنترونات في الجينات المختلفة والأنظمة التجريبية. يقترح أنه لا توجد إجابة واحدة ومحددة للسؤال "كيف تعزز الإنترونات التعبير الجيني". بدلاً من ذلك ، قد تخضع كل مجموعة من الجينات الداخلية لمزيجها الفريد من العمليات التي تؤدي إلى النتيجة المحسوسة.

الكلمات الدالة: معقد تقاطع إكسون (EJC) تعزيز بوساطة Intron (IME) تنظيم النسخ تنظيم الترجمة U1 snRNA.


شكر وتقدير

نشكر Linda Sperling على التعليقات المفيدة ومشاركة تحليلاتها لتوزيع إشارات لصق داخل أقراص باراميسيوم CDS. نشكر Olivier Arnaiz لمساعدته الثمينة في تحليل بيانات RNA-seq. نشكر Ulrich Braunschweig على التفضل بتقديم بيانات حول معدلات الاحتفاظ بالإنترون ومستويات التعبير للجينات البشرية. تم تنفيذ هذا العمل باستخدام مرافق الحوسبة في CC LBBE / PRABI.

التمويل

تم دعم هذا العمل من قبل الوكالة الوطنية للبحوث (ANR-12-BSV6-0017-04 INFERNO) ، ومن قبل البنية التحتية الوطنية الفرنسية Génomique ، التي تم تمويلها كجزء من برنامج "Investissements d'Avenir" الذي تديره ANR (ANR) -10-INBS-09). تلقى الدعم في إطار برنامج "Investissements d’Avenir" الذي أطلقته الحكومة الفرنسية ونفذته ANR مع المراجع ANR-10-LABX-54 MEMOLIFE و ANR-11-IDEX-0001-02 PSL Research University.

توافر البيانات والمواد

تم تقديم تسلسلات قراءة Illumina التي تم إنشاؤها في هذه الدراسة إلى أرشيف النيوكليوتيدات الأوروبي (ENA) (https://www.ebi.ac.uk/ena) تحت رقم الانضمام PRJEB15532 [51]. جميع مجموعات البيانات (الإنسان ، الباراميسيا) متاحة على http://doi.org/10.5281/zenodo.321639 [52].


مراجع

الملك جيه إل ، جوكس ث: التطور غير الدارويني. علم. 1969 ، 164: 788-798.

Kimura M: ترجيح التغييرات المترادفة كدليل على النظرية المحايدة للتطور الجزيئي. طبيعة سجية. 1977 ، 267: 275-276. 10.1038 / 267275a0.

Ohta T ، Gillespie JH: تطوير نظريات محايدة وشبه محايدة. ثور بوبول بيول. 1996 ، 49: 128-142. 10.1006 / tpbi.1996.0007.

كريتمان م: النظرية المحايدة ماتت. عاشت النظرية المحايدة. بيوسيس. 1996 ، 18: 678-683. 10.1002 / bies.950180812.

Sharp PM ، Averof M ، Lloyd AT ، Matassi G ، Peden JF: تطور تسلسل الحمض النووي: أصوات الصمت. شركة Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1995 ، 349: 241-247.

Shields DC، Sharp PM، Higgins DG، Wright F: مواقع "Silent" بتنسيق ذبابة الفاكهة الجينات ليست محايدة: دليل على الاختيار بين الكودونات المترادفة. مول بيول إيفول. 1988 ، 5: 704-716.

Duret L: تطور استخدام الكودون المرادف في metazoans. العملة الجينية Opin Dev. 2002 ، 12: 640-649. 10.1016 / S0959-437X (02) 00353-2.

Eyre-Walker A ، Keightley PD: معدلات طفرة جينية ضارة عالية في البشر. طبيعة سجية. 1999 ، 397: 344-347. 10.1038 / 16915.

Keightley PD ، Eyre-Walker A: الطفرات الضارة وتطور الجنس. علم. 2000 ، 290: 331-333. 10.1126 / العلوم .290.5490.331.

Iida K، Akashi H: اختبار للانتقاء متعدية المواقع "الصامتة" في الجينوم البشري: مقارنات التركيب الأساسي في الجينات المقسمة بشكل بديل. الجين. 2000 ، 261: 93-105. 10.1016 / S0378-1119 (00) 00482-0.

Bustamante CD، Nielsen R، Hartl DL: طريقة احتمالية قصوى لتحليل تطور الجينات الكاذبة: الآثار المترتبة على تطور الموقع الصامت في البشر والقوارض. مول بيول إيفول. 2002 ، 19: 110-117.

Hellmann I، Zollner S، Enard W، Ebersberger I، Nickel B، Paabo S: اختيار الجينات البشرية كما كشفته المقارنات مع الشمبانزي cDNA. الدقة الجينوم. 2003 ، 13: 831-837. 10.1101 / غرام 944903.

Urrutia AO ، Hurst LD: توقيع الانتقاء بوساطة التعبير عن الجينات البشرية. الدقة الجينوم. 2003 ، 13: 2260-2264. 10.1101 / غرام 641103.

Keightley PD ، Gaffney DJ: القيود الوظيفية وتواتر الطفرات الضارة في الحمض النووي غير المشفر للقوارض. Proc Natl Acad Sci USA. 2003 ، 100: 13402-13406. 10.1073 / pnas.2233252100.

Chamary JV ، Hurst LD: معدلات مماثلة ولكن أنماط مختلفة من تطور التسلسل في الإنترونات وفي المواقع الصامتة الخارجية في القوارض: دليل على استخدام الكودون المدفوع بشكل انتقائي. مول بيول إيفول. 2004 ، 21: 1014-1023. 10.1093 / مولبيف / msh087.

Lu J ، Wu CI: تم الكشف عن ضعف الانتقاء من خلال مقارنة الجينوم الكامل لكروموسوم X وجسم جسم الإنسان والشمبانزي. Proc Natl Acad Sci USA. 2005 ، 102: 4063-4067. 10.1073 / بناس .0500436102.

فيتش دبليو إم: المدى الكبير لبنية الحمض النووي الثانوية المفترضة في متواليات النوكليوتيدات العشوائية أو مرسال الحمض الأميني المشتق من الحمض النووي الريبي. J مول إيفول. 1974 ، 3: 279-291. 10.1007 / BF01796043.

Klambt D: نموذج لتسلسل الحمض النووي الريبي الرسول الذي يزيد البنية الثانوية إلى أقصى حد بسبب انحطاط الكود. J ثور بيول. 1975 ، 52: 57-65. 10.1016 / 0022-5193 (75) 90039-9.

Huynen MA و Konings DA و Hogeweg P: تشير محتويات G و C المتساوية في جينات هيستون إلى ضغوط الاختيار على البنية الثانوية لـ mRNA. J مول إيفول. 1992 ، 34: 280-291. 10.1007 / BF00160235.

Carlini DB ، Chen Y ، Stephan W: العلاقة بين محتوى النيوكليوتيدات في موضع الكودون الثالث ، وتحيز الكودون ، والبنية الثانوية لـ mRNA والتعبير الجيني في جينات نازعة هيدروجين الكحول drosophilid Adh و Adhr. علم الوراثة. 2001 ، 159: 623-633.

Okazaki Y و Furuno M و Kasukawa T و Adachi J و Bono H و Kondo S و Nikaido I و Osato N و Saito R و Suzuki H وآخرون: تحليل نسخة الماوس استنادًا إلى التعليق التوضيحي الوظيفي لـ 60.770 cDNAs كاملة الطول. طبيعة سجية. 2002 ، 420: 563-573. 10.1038 / طبيعة 01266.

Kampa D ، و Cheng J ، و Kapranov P ، و Yamanaka M ، و Brubaker S ، و Cawley S ، و Drenkow J ، و Piccolboni A ، و Bekiranov S ، و Helt G ، وآخرون: تم تحديد Novel RNAs من تحليل متعمق لنسخة الكروموسومات البشرية 21 و 22. جينوم الدقة. 2004 ، 14: 331-342. 10.1101 / غرام .2094104.

Mattick JS: تنظيم RNA: جينات جديدة ؟. نات ريف جينيت. 2004 ، 5: 316-323. 10.1038 / nrg1321.

Rivas E و Eddy SR: البنية الثانوية وحدها ليست ذات دلالة إحصائية بشكل عام للكشف عن الحمض النووي الريبي غير المشفر. المعلوماتية الحيوية. 2000 ، 16: 583-605. 10.1093 / المعلوماتية الحيوية / 16.7.583.

Wang HC ، Hickey DA: دليل على وجود قيود انتقائية قوية تعمل على تكوين النوكليوتيدات لجينات RNA الريبوسومية 16S. الدقة الأحماض النووية. 2002 ، 30: 2501-2507. 10.1093 / nar / 30.11.2501.

Bonnet E و Wuyts J و Rouze P و Van De Peer Y: دليل على أن سلائف الرنا الميكروي ، على عكس الرنا الريباسي غير المشفر الأخرى ، لديها طاقات حرة قابلة للطي أقل من التسلسلات العشوائية. المعلوماتية الحيوية. 2004 ، 20: 2911-2917. 10.1093 / المعلوماتية الحيوية / bth374.

Meyers LA ، Lee JF ، Cowperthwaite M ، Ellington AD: متانة الهياكل الثانوية للحمض النووي المختارة بشكل طبيعي ومصطنع. J مول إيفول. 2004 ، 58: 681-691. 10.1007 / s00239-004-2590-2.

Clote P ، Ferre F ، Kranakis E ، Krizanc D: يحتوي الحمض النووي الريبي البنيوي على طاقة طي أقل من RNA العشوائي لنفس تردد ثنائي النوكليوتيد. RNA. 2005 ، 11: 578-591. 10.1261 / rna.7220505.

White HB، Laux BE، Dennis D: بنية Messenger RNA: توافق حلقات دبوس الشعر مع تسلسل البروتين. علم. 1972 ، 175: 1264-1266.

Ball LA: البنية الثانوية وإمكانية الترميز لجين بروتين الغلاف للعاثية MS2. نات نيو بيول. 1973 ، 242: 44-45.

Hasegawa M ، Yasunaga T ، Miyata T: البنية الثانوية لـ MS2 phage RNA والتحيز في استخدام كلمة الشفرة. الدقة الأحماض النووية. 1979 ، 7: 2073-2079.

Konecny ​​J ، و Schoniger M ، و Hofacker I ، و Weitze MD ، و Hofacker GL: التطور المحايد المتزامن لهياكل mRNA الثانوية والبروتينات المشفرة. J مول إيفول. 2000 ، 50: 238-242.

Pedersen JS ، Forsberg R ، Meyer IM ، Hein J: نموذج تطوري لمناطق ترميز البروتين مع بنية RNA محفوظة. مول بيول إيفول. 2004 ، 21: 1913-1922. 10.1093 / مولبيف / msh199.

Shen LX ، Basilion JP ، Stanton VP: يمكن أن تسبب تعدد الأشكال أحادية النوكليوتيدات طيات هيكلية مختلفة من الرنا المرسال. Proc Natl Acad Sci USA. 1999 ، 96: 7871-7876. 10.1073 / pnas.96.14.7871.

Duan J ، Wainwright MS ، Comeron JM ، Saitou N ، Sanders AR ، Gelernter J ، Gejman PV: تؤثر الطفرات المترادفة في مستقبل الدوبامين البشري D2 (DRD2) على استقرار الرنا المرسال وتخليق المستقبل. همهمة مول جينيه. 2003 ، 12: 205-216. 10.1093 / hmg / ddg055.

Duan J ، Antezana MA: ضغط طفرة الثدييات ، واختيار الكودون المرادف ، وتدهور الرنا المرسال. J مول إيفول. 2003 ، 57: 694-701. 10.1007 / s00239-003-2519-1.

Capon F ، Allen MH ، Ameen M ، Burden AD ، Tillman D ، Barker JN ، Trembath RC: يؤدي SNP المرادف لجين كورنيوديسموسين إلى زيادة استقرار الرنا المرسال ويظهر الارتباط مع الصدفية عبر مجموعات عرقية متنوعة. همهمة مول جينيه. 2004 ، 13: 2361-2368. 10.1093 / hmg / ddh273.

Eichler DC ، Eales SJ: تأثير البنية الثانوية للحمض النووي الريبي على عمل نوكلياز إندوريبوني نووي. J بيول كيم. 1983 ، 258: 10049-10053.

Hambraeus G ، Karhumaa K ، Rutberg B: حلقة جذعية 5 بوصات وربط الريبوسوم ولكن ليس الترجمة مهمة لاستقرار Bacillus subtilis aprE Leader mRNA. علم الاحياء المجهري. 2002 ، 148: 1795-1803.

Beutler E و Gelbart T و Han JH و Koziol JA و Beutler B: تطور الجينوم والشفرة الجينية: الاختيار على مستوى ثنائي النوكليوتيد عن طريق المثيلة وانقسام بولي نيوكليوتيد. Proc Natl Acad Sci USA. 1989 ، 86: 192-196.

Qiu L، Moreira A، Kaplan G، Levitz R، Wang JY، Xu C، Drlica K: تدهور ريبوزيمات رأس المطرقة بواسطة الريبونوكليازات البشرية. مول جينيه. 1998 ، 258: 352-362. 10.1007 / s004380050741.

Seffens W ، Digby D: تمتلك mRNAs طاقات خالية من الطي السلبي أكبر من التسلسلات العشوائية المختارة أو المختارة من الكودون. الدقة الأحماض النووية. 1999 ، 27: 1578-1584. 10.1093 / nar / 27.7.1578.

Cohen B، Skiena S: الانتقاء الطبيعي والتصميم الحسابي للـ mRNA. J كومبوت بيول. 2003 ، 10: 419-432. 10.1089 / 10665270360688101.

فورتيج ب ، ريختر سي ، ونرت ي ، شوالبي ه: التحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي من الحمض النووي الريبي. كيمبيوتشيم. 2003 ، 4: 936-962. 10.1002 / CBIC.200300700.

Gardner PP ، Giegerich R: مقارنة شاملة لمقاربات التنبؤ بهيكل الحمض النووي الريبي المقارن. المعلوماتية الحيوية BMC. 2004، 5: 140-10.1186 / 1471-2105-5-140.

Dreyfuss G و Kim VN و Kataoka N: بروتينات ربط Messenger-RNA والرسائل التي تحملها. بيول ريف مول الخلية نات. 2002 ، 3: 195-205. 10.1038 / nrm760.

هيرشلاغ D: مرافقات الحمض النووي الريبي (RNA) ومشكلة طي الحمض النووي الريبي (RNA). J بيول كيم. 1995 ، 270: 20871-20874.

شرودر آر ، بارتا أ ، سيمراد ك: إستراتيجيات لطي الحمض النووي الريبي وتجميعه. بيول ريف مول الخلية نات. 2004 ، 5: 908-919. 10.1038 / nrm1497.

مورغان إس آر ، هيغز بي جي: دليل على التأثيرات الحركية في طي جزيئات الحمض النووي الريبي الكبيرة. فيزياء J كيم. 1996 ، 105: 7152-7157. 10.1063 / 1.472517.

شرودر R ، Grossberger R ، Pichler A ، Waldsich C: RNA قابلة للطي في الجسم الحي. بيول هيكل العملة للعملات. 2002 ، 12: 296-300. 10.1016 / S0959-440X (02) 00325-1.

Meyer IM ، Miklos I: يتم ترميز الطي النسخي المشترك داخل جينات RNA. بيول مول بي إم سي. 2004، 5: 10-10.1186 / 1471-2199-5-10.

كوزاك م: دفع حدود آلية المسح لبدء الترجمة. الجين. 2002 ، 299: 1-34. 10.1016 / S0378-1119 (02) 01056-9.

Hollams EM ، Giles KM ، Thomson AM ، Leedman PJ: استقرار mRNA والتحكم في التعبير الجيني: الآثار المترتبة على الأمراض البشرية. نيوروتشيم الدقة. 2002 ، 27: 957-980. 10.1023 / أ: 1020992418511.

Yang E ، van Nimwegen E ، Zavolan M ، Rajewsky N ، Schroeder M ، Magnasco M ، Darnell JE: معدلات اضمحلال mRNAs البشرية: الارتباط بالخصائص الوظيفية وسمات التسلسل. الدقة الجينوم. 2003 ، 13: 1863-1872. 10.1101 / غرام .997703.

Shpaer EG: البنية الثانوية للـ mRNAs من الإشريكية القولونية: دورها المحتمل في زيادة دقة الترجمة. الدقة الأحماض النووية. 1985 ، 13: 275-288.

Katz L ، Burge CB: اختيار واسع النطاق للبنية الثانوية المحلية للحمض النووي الريبي في مناطق ترميز الجينات البكتيرية. الدقة الجينوم. 2003 ، 13: 2042-2051. 10.1101 / غرام 1257503.

Le SV ، Chen JH ، Currey KM ، Maizel JV: برنامج للتنبؤ بالبنى الثانوية للحمض النووي الريبي المهمة. تطبيق Comput Biosci. 1988 ، 4: 153-159.

Ikemura T: استخدام Codon ومحتوى الحمض النووي الريبي في الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. مول بيول إيفول. 1985 ، 2: 13-34.

Akashi H ، Eyre-Walker A: الانتقاء الانتقالي والتطور الجزيئي. العملة الجينية Opin Dev. 1998 ، 8: 688-693. 10.1016 / S0959-437X (98) 80038-5.

Comeron JM: الأنماط الانتقائية والطفرية المرتبطة بالتعبير الجيني في البشر: التأثيرات على التركيب المرادف ووجود الإنترون. علم الوراثة. 2004 ، 167: 1293-1304. 10.1534 / علم الوراثة 104.026351.

Kanaya S و Yamada Y و Kinouchi M و Kudo Y و Ikemura T: استخدام Codon وجينات الحمض الريبي النووي النقال في حقيقيات النوى: الارتباط بين تنوع استخدام الكودون وكفاءة الترجمة واستخدام CG-dinucleotide كما تم تقييمه بواسطة التحليل متعدد المتغيرات. J مول إيفول. 2001 ، 53: 290-298. 10.1007 / s002390010219.

dos Reis M و Savva R و Wernisch L: حل لغز تفضيلات استخدام الكودون: اختبار للاختيار الترجمي. الدقة الأحماض النووية. 2004 ، 32: 5036-5044. 10.1093 / nar / gkh834.

فينوغرادوف إيه إي: جينات قابلة للانحناء للفقاريات ذوات الدم الحار. مول بيول إيفول. 2001 ، 18: 2195-2200.

Versteeg R و van Schaik BD و van Batenburg MF و Roos M و Monajemi R و Caron H و Bussemaker HJ و van Kampen AH: تكشف خريطة النسخ البشرية عن التطرف في كثافة الجينات وطول الإنترون ومحتوى GC ونمط التكرار للمجالات عالية والجينات المعبر عنها بشكل ضعيف. الدقة الجينوم. 2003 ، 13: 1998-2004. 10.1101 / غرام .1649303.

Green P ، Ewing B ، Miller W ، Thomas PJ ، Green ED: عدم التماثل الطفري المرتبط بالنسخ في تطور الثدييات. نات جينيه. 2003 ، 33: 514-517. 10.1038 / نغ 1103.

Majewski J: اعتماد عدم التناسق الطفري على مستويات التعبير الجيني في الجينوم البشري. أنا J Hum Genet. 2003 ، 73: 688-692. 10.1086 / 378134.

Eyre-Walker A ، Hurst LD: تطور الأيسوكريس. نات ريف جينيت. 2001 ، 2: 549-555. 10.1038 / 35080577.

Jia M ، Luo L ، Liu C: الارتباط الإحصائي بين البنية الثانوية للبروتين وهيكل حلقة جذعية RNA. البوليمرات الحيوية. 2004 ، 73: 16-26. 10.1002 / بيب .10496.002

كريتون تي إي: البروتينات: التركيب والخصائص الجزيئية. 1993 ، نيويورك: دبليو إتش فريمان ، 2

Silva JC ، Kondrashov AS: أنماط في طفرة عفوية كشفت عنها مقارنة تسلسل الإنسان والبابون. اتجاهات الجينات. 2002 ، 18: 544-547. 10.1016 / S0168-9525 (02) 02757-9.

Kondrashov AS: تقديرات مباشرة لمعدلات الطفرات البشرية لكل نوكليوتيد في 20 موقعًا تسبب أمراض مندلية. همهمة موتات. 2003 ، 21: 12-27. 10.1002 / humu.10147.

Smith NGC ، Webster MT ، Ellegren H: معدل منخفض من طفرات النوكليوتيدات المزدوجة المتزامنة في الرئيسيات. مول بيول إيفول. 2003 ، 20: 47-53. 10.1093 / مولبيف / msg003.

Lercher MJ ، Chamary JV ، Hurst LD: لا يتم تفسير الإقليمية الجينومية في معدلات التطور من خلال تجميع الجينات لملف تعريف التعبير القابل للمقارنة. الدقة الجينوم. 2004 ، 14: 1002-1013. 10.1101 / غرام 1597404.

Workman C، Krogh A: لا يوجد دليل على أن mRNAs لديها طاقات حرة قابلة للطي أقل من التسلسلات العشوائية مع نفس توزيع ثنائي النوكليوتيد. الدقة الأحماض النووية. 1999 ، 27: 4816-4822. 10.1093 / nar / 27.24.4816.

Karlin S ، Mrazek J: ما الذي يدفع اختيارات الكودون في الجينات البشرية ؟. J مول بيول. 1996 ، 262: 459-472. 10.1006 / جمبي.1996.0528.

Karlin S: تواقيع النوكليوتيدات العالمية وتحليل عدم التجانس الجينومي. ميكروبيول بالعملة. 1998 ، 1: 598-610. 10.1016/S1369-5274(98)80095-7.

Gentles AJ, Karlin S: Genome-scale compositional comparisons in eukaryotes. الدقة الجينوم. 2001, 11: 540-546. 10.1101/gr.163101.

Bazykin GA, Kondrashov FA, Ogurtsov AY, Sunyaev S, Kondrashov AS: Positive selection at sites of multiple amino acid replacements since the mouse-rat divergence. طبيعة سجية. 2004, 429: 558-562. 10.1038/nature02601.

Jordan IK, Kondrashov FA, Adzhubei IA, Wolf YI, Koonin EV, Kondrashov AS, Sunyaev S: A universal trend of amino acid gain and loss in protein evolution. طبيعة سجية. 2005, 433: 633-638. 10.1038/nature03306.

Eyre-Walker A: Problems with parsimony in sequences of biased base composition. J مول إيفول. 1998, 47: 686-690.

Duret L, Mouchiroud D: Determinants of substitution rates in mammalian genes: Expression pattern affects selection intensity but not mutation rate. مول بيول إيفول. 2000, 17: 68-74.

Williams EJB, Hurst LD: The proteins of linked genes evolve at similar rates. طبيعة سجية. 2000, 407: 900-903. 10.1038/35038066.

Zhang L, Li WH: Mammalian housekeeping genes evolve more slowly than tissue-specific genes. مول بيول إيفول. 2004, 21: 236-239. 10.1093/molbev/msh010.

Su AI, Cooke MP, Ching KA, Hakak Y, Walker JR, Wiltshire T, Orth AP, Vega RG, Sapinoso LM, Moqrich A, et al: Large-scale analysis of the human and mouse transcriptomes. Proc Natl Acad Sci USA. 2002, 99: 4465-4470. 10.1073/pnas.012025199.

Willie E, Majewski J: Evidence for codon bias selection at the pre-mRNA level in eukaryotes. اتجاهات الجينات. 2004, 20: 534-538. 10.1016/j.tig.2004.08.014.

Chamary JV, Hurst LD: Biased codon usage near intron-exon junctions: selection on splicing enhancers, splice-site recognition or something else?. اتجاهات الجينات. 2005, 21: 256-259. 10.1016/j.tig.2005.03.001.

Fairbrother WG, Holste D, Burge CB, Sharp PA: Single nucleotide polymorphism-based validation of exonic splicing enhancers. PLoS Biol. 2004, 2: E268-10.1371/journal.pbio.0020268.

Keightley PD, Lercher MJ, Eyre-Walker A: Evidence for widespread degradation of gene control regions in hominid genomes. PLoS Biol. 2005, 3: e42-10.1371/journal.pbio.0030042.

Lavner Y, Kotlar D: Codon bias as a factor in regulating expression via translation rate in the human genome. Gene. 2005, 345: 127-138. 10.1016/j.gene.2004.11.035.

Carlini DB: Context-dependent codon bias and mRNA longevity in the yeast transcriptome. مول بيول إيفول. 2005, 22: 1403-1411. 10.1093/molbev/msi135.

Duret L, Mouchiroud D, Gouy M: HOVERGEN - a database of homologous vertebrate genes. الدقة الأحماض النووية. 1994, 22: 2360-2365.

Pesole G, Liuni S, Grillo G, Licciulli F, Mignone F, Gissi C, Saccone C: UTRdb and UTRsite: specialized databases of sequences and functional elements of 5' and 3' untranslated regions of eukaryotic mRNAs. Update 2002. Nucleic Acids Res. 2002, 30: 335-340. 10.1093/nar/30.1.335.

Keller RW, Kuhn U, Aragon M, Bornikova L, Wahle E, Bear DG: The nuclear poly(A) binding protein, PABP2, forms an oligomeric particle covering the length of the poly(A) tail. J مول بيول. 2000, 297: 569-583. 10.1006/jmbi.2000.3572.

Yang Z: PAML: a program package for phylogenetic analysis by maximum likelihood. Comput Appl Biosci. 1997, 13: 555-556.

Zuker M, Stiegler P: Optimal computer folding of large RNA sequences using thermodynamics and auxiliary information. الدقة الأحماض النووية. 1981, 9: 133-148.

Kimura M: The role of compensatory neutral mutations in molecular evolution. J Genet. 1985, 64: 7-19.

Dixon MT, Hillis DM: Ribosomal RNA secondary structure: compensatory mutations and implications for phylogenetic analysis. مول بيول إيفول. 1993, 10: 256-267.

Stephan W: The rate of compensatory evolution. علم الوراثة. 1996, 144: 419-426.

Higgs PG: Compensatory neutral mutations and the evolution of RNA. Genetica. 1998, 102-103: 91-101. 10.1023/A:1017059530664.

Chen Y, Carlini DB, Baines JF, Parsch J, Braverman JM, Tanda S, Stephan W: RNA secondary structure and compensatory evolution. Genes Genet Sys. 1999, 74: 271-286. 10.1266/ggs.74.271.

Innan H, Stephan W: Selection intensity against deleterious mutations in RNA secondary structures and rate of compensatory nucleotide substitutions. علم الوراثة. 2001, 159: 389-399.

Savill NJ, Hoyle DC, Higgs PG: RNA sequence evolution with secondary structure constraints: comparison of substitution rate models using maximum-likelihood methods. علم الوراثة. 2001, 157: 399-411.

Buratti E, Baralle FE: Influence of RNA secondary structure on the pre-mRNA splicing process. Mol Cell Biol. 2004, 24: 10505-10514. 10.1128/MCB.24.24.10505-10514.2004.

Hofacker IL, Fontana W, Stadler PF, Bonhoeffer LS, Tacker M, Schuster P: Fast folding and comparison of RNA secondary structures. Monatshefte fur Chimie. 1994, 125: 167-188. 10.1007/BF00818163.

ماثيوز دي إتش ، سابينا جي ، زوكر إم ، تيرنر دي إتش: اعتماد تسلسل موسع للمعلمات الديناميكية الحرارية يحسن التنبؤ بالبنية الثانوية للحمض النووي الريبي. J مول بيول. 1999, 288: 911-940. 10.1006 / جمبي .1999.2700.

Konings DA, van Duijn LP, Voorma HO, Hogeweg P: Minimal energy foldings of eukaryotic mRNAs form a separate leader domain. J ثور بيول. 1987, 127: 63-78.

Doktycz MJ, Larimer FW, Pastrnak M, Stevens A: Comparative analyses of the secondary structures of synthetic and intracellular yeast MFA2 mRNAs. Proc Natl Acad Sci USA. 1998, 95: 14614-14621. 10.1073/pnas.95.25.14614.

Parsch J, Tanda S, Stephan W: Site-directed mutations reveal long-range compensatory interactions in the Adh gene of Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci USA. 1997, 94: 928-933. 10.1073/pnas.94.3.928.

Parsch J, Stephan W, Tanda S: Long-range base pairing in Drosophila and human mRNA sequences. مول بيول إيفول. 1998, 15: 820-826.

Hamm J, Lamond AI: Spliceosome assembly: the unwinding role of DEAD-box proteins. Curr Biol. 1998, 8: R532-R534. 10.1016/S0960-9822(07)00340-5.

Wang Y, Wagner JD, Guthrie C: The DEAH-box splicing factor Prp16 unwinds RNA duplexes في المختبر. Curr Biol. 1998, 8: 441-451. 10.1016/S0960-9822(98)70178-2.

Rocak S, Linder P: DEAD-box proteins: the driving forces behind RNA metabolism. بيول ريف مول الخلية نات. 2004, 5: 232-241. 10.1038/nrm1335.

Kozak M: Influences of mRNA secondary structure on initiation by eukaryotic ribosomes. Proc Natl Acad Sci USA. 1986, 83: 2850-2854.

de Smit MH ، van Duin J: يحدد الهيكل الثانوي لموقع ربط الريبوسوم كفاءة الترجمة: تحليل كمي. Proc Natl Acad Sci USA. 1990, 87: 7668-7672.

Ganoza MC, Louis BG: Potential secondary structure at the translational start domain of eukaryotic and prokaryotic mRNAs. بيوكيمي. 1994, 76: 428-439. 10.1016/0300-9084(94)90120-1.

Rocha EP, Danchin A, Viari A: Translation in Bacillus subtilis: roles and trends of initiation and termination, insights from a genome analysis. الدقة الأحماض النووية. 1999, 27: 3567-3576. 10.1093/nar/27.17.3567.

Jones DT: Protein secondary structure prediction based on position-specific scoring matrices. J مول بيول. 1999, 292: 195-202. 10.1006/jmbi.1999.3091.

Li WH: Unbiased estimation of the rates of synonymous and nonsynonymous substitution. J مول إيفول. 1993, 36: 96-99.

Hurst LD, Pal C, Lercher MJ: The evolutionary dynamics of eukaryotic gene order. Nat Rev Genet. 2004, 5: 299-310. 10.1038/nrg1319.

Su AI, Wiltshire T, Batalov S, Lapp H, Ching KA, Block D, Zhang J, Soden R, Hayakawa M, Kreiman G, et al: A gene atlas of the mouse and human protein-encoding transcriptomes. Proc Natl Acad Sci USA. 2004, 101: 6062-6067. 10.1073/pnas.0400782101.


أساليب

We removed the crocodylian outgroups from Hackett et al.’s (23) 52,383-bp alignment. We then created separate intron, exon, and UTR alignments, excluding the 4-bp exon 7 of TPM1, and all annotated inversions (as in ref. 23). To remove uncertain regions of the noncoding alignments, we used GBlocks (87) with the following parameters: minimum sequences for conserved/flank position: 86 maximum contiguous nonconserved positions: 10 minimum block length: 10 allow gap positions: with half. All alignments were checked by eye. The final 169-taxon, 17,438-bp alignment consisted of 7,560-bp exonic, 9,146-bp intronic, and 729-bp UTR DNA. Data and alignments are available from the authors.

Sister Pairs.

Each tip on the published tree (23) was labeled at the family level following Sibley and Monroe (24, 25). This tree contained 111 out of 146 bird families (86%), with many families represented by more than one sequence. Phylogenetically independent sister pairs of families were chosen according to two criteria: (أنا) we chose only families whose representatives were monophyletic in our tree (ثانيا) each sister pair had to form a monophyletic pair to the exclusion of all other families in the tree. This process resulted in 32 phylogenetically independent sister pairs being selected (Fig. 1). Each sister pair comprises two families that share a common ancestor to the exclusion of all other families in the dataset, so have by definition have had equal amounts of time to accrue substitutions and undergo diversification. The number of taxonomic species in each family was determined from Sibley and Monroe (24, 25) (Fig. 1).

To avoid the node-density effect in subsequent branch-length estimation, we equalized the number of sequences representing each family of a sister pair by randomly deleting sequences from the family with more sequences. This procedure affected only 10 of the 32 sister pairs in the analysis, and will not produce any biases in the resulting data, as sequences were deleted without reference to their underlying rate of molecular evolution or clade size. This procedure resulted in 30 sister pairs in which each family was represented by a single sequence, and a further two sister pairs in which each family was represented by two sequences (Fig. 1).

Life-History Traits.

We collected published family-level averages of life-history data for as many of the families in our dataset as possible (Dataset S1). Data were collected for three life-history traits: body size (2), proportion of species in a family known to show sexual dichromatism (2), and age at first breeding (88). These traits were identified as potential correlates of both substitution rates and net diversification (مناقشة), and have been included in studies of net diversification in birds (2, 3, 60, 88).

Molecular-Clock Tests.

We tested for rate variation in the sequence data by comparing the likelihoods of a free-rates model (where each branch of the tree can take a different rate of evolution) to those of a molecular-clock model (where all branches of the tree share a single rate of evolution), on the phylogeny shown in Fig. 1. All molecular-clock tests were implemented in HyPhy v2.0 (89). Tests were performed on all data partitions (introns, exons, and UTRs) and on all measurements of substitution rate. We assessed the significance of the difference in likelihoods between models using the likelihood ratio test. Full details of these tests are given in the SI Text.

Total Branch-Length Estimation.

Maximum-likelihood branch lengths were calculated using RAxML (90) on the phylogeny shown in Fig. 1, which is a pruned version of the phylogenetic tree from Hackett et al. (23). The data were separated into five partitions: first, second, and third codon sites, introns, and UTRs, and with each partition assigned a separate GTR+I+Γ substitution model. Branch lengths for each pair of families were then extracted from the resultant tree. For the four cases (representing two sister pairs) in which a family had more than one sequence in the alignment, the average branch length was calculated following the method of Barraclough and Savolainen (11).


شاهد الفيديو: طائر الحسون الكناري الطفرات (قد 2022).


تعليقات:

  1. Orlan

    إبداعي!

  2. Herbert

    ليس من دواعي سروري لك؟

  3. Kitchi

    يمكن قول هذا الاستثناء: ط) من القواعد

  4. Kishicage

    يمكنني أن أوصيك بزيارة الموقع الذي يحتوي على العديد من المقالات حول موضوع اهتمامك.

  5. Panya

    السؤال المرضي



اكتب رسالة