Эволюция альтернативного сплайсинга генов млекопитающих

• Автор: Нуртдинов, Рамиль Наилевич
• Шифр специальности: 03.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Содержание
Введение
Актуальность темы
Цели и задачи исследования
Научная новизна
Апробация работы
Публикации
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Методы предсказания экзон-интронной структуры гена
1.2 Альтернативный сплайсинг
1.3 Альтернативный сплайсинги структура белка
1.4 Современные представления об эволюции альтернативного сплайсинга
Выводы по главе
Глава 2. Материалы, алгоритмы и методы
2.1 Данные работы по предварительному анализу консервативности альтернативного сплайсинга
2.2 Создание базы данных альтернативно сплайсируемых генов ЕВАБ
2.2.1 Последовательности
2.2.2 Выравнивания
2.2.3 Алгоритм выделения элементарных альтернатив
2.3 Методика определения консервативности экзонов и альтернативно сплайсируемых участков
2.4 Создание выборки участков интронов мыши, предназначенных для
анализа доли случайно консервативных альтернатив
2.5 Выделение дуплицированных генов

Глава 3. Результаты
3.1 Предварительная оценка консервативности альтернативного сплайсинга
3.2 Создание базы данных альтернативно сплайсируемых генов ЕБА8
3.3 Оценка доли альтернативно сплайсируемых генов
3.4 Статистический анализ альтернативных сайтов сплайсинга
3.5 Консервативность элементарных событий альтернативного сплайсинга генов человека в геномах мыши и собаки
3.6 Консервативность элементарных событий альтернативного сплайсинга генов мыши в геномах человека, собаки и крысы
3.7 Альтернативный сплайсинг в дуплицированных генах
Основные результаты и выводы
Благодарности
Список литературы
Введение
Актуальность темы
Все живые организмы на Земле молено, базируясь на клеточной организации, разделить на две группы, прокариоты и эукариоты (от греческого слова карион - ядро). Клетки прокариот не имеют полноценного клеточного ядра, в то время как для эукариот характерно четко выраженное клеточное ядро, отделенное от цитоплазмы двойной ядерной мембраной, а также наличие большого количества других мембранных органелл.
Характерной особенностью эукариотических генов является существование механизма вырезания из первичного транскрипта пре-мРНК протяженных участков, называемых интронами. Оставшиеся участки, экзоны, сшиваются, и получаемая мРНК впоследствии используется как матрица для синтеза белка. Процесс вырезания интрона и сшивки экзонов называется сплайсинг. Сильно упрощенный процесс сплайсинга наблюдается также у некоторых видов прокариот: самосплайсинг у бактерий и архей, а также сплайсинг пре-мРНК в хлоропластах, однако он наблюдается у незначительного числа генов и не играет значительной роли. Каждое событие сплайсинга вырезает один интрон и, как правило, спласинг интрона происходит независимо от сплайсинга остальных интронов. Сплайсинг осуществляется сплайсосомой, комплексом, состоящим из нескольких малых ядерных РНК и большого числа белков, непосредственно участвующих в процессе вырезания интрона. Кроме того, существует большая группа белков, называемых факторами сплайсинга, которые осуществляют регуляцию сплайсинга, блокируя, или наоборот, способствуя вырезанию конкретных интронов или групп интронов.

Далее были отсеяны гены, не имеющие трансмембранного сегмента или сигнального пептида хотя бы в одном из белковых вариантов. В результате размер исследуемой выборки сократился до 8157 белков и 2996 генов.
Для 715 (48.5%) из 1475 генов, содержащих сигнальный пептид хоть в одном из вариантов белка, этот сигнальный пептид отсутствует в каком либо из вариантов. Для 511 из них выравнивание с геномом мыши позволяет реконструировать причины исчезновения сигнального пептида. В большинстве случаев (58.5%) сигнальный пептид кодируется альтернативным 5’ экзоном, в 6.8% случаев сигнальный пептид кодируется внутренним кассетным экзоном. Сдвиг точки инициации транскрипции наблюдался в 7.8% случаев, сдвиг точки инициации трансляции в 7.1% случаев. Вставка сигнального пептида пугем сдвига в интрон акцепторного или донорного сайтов наблюдалась в 3.7% случаев, вставка путем удержания интрона в 2.9% случаев. Для 78 генов были наблюдены несколько сигнальных пептидов, используемых в составе разных белковых вариантов.
Для 1527 (65.6%) из 2329 генов, содержащих трансмембранный сегмент в одном из вариантов, этот трансмембранный сегмент отсутствует или модифицируется в одном из белковых вариантов. Картина выравнивания исследуемых белковых вариантов существенно сложнее, чем для сигнальных пептидов, ввиду большой протяженности трансмембранных сегментов, поэтому наблюдалось много случаев сложного альтернативного сплайсинга приводящего к полному или частичному удалению трансмембранного сегмента. В большинстве простых случаев использовались механизмы альтернативного 3’ экзона, кассетного экзона, альтернативного 5’ экзона, а также механизма удержания интрона с последующим возможным использованием альтернативного сайта полиаденилирования внутри этого интрона.
В работе [80] исследовалось 4399 белков из Swiss-Prot [81], имеющих альтернативные варианты. В 57% случаев в альтернативной форме белка наблюдается удаление аминокислотных остатков, замена аминокислот наблюдалась в 38% случаев, и