Analiza potpunih referentnih genoma iz T2T projekta i podaci dugog čitanja otkrivaju veću rasprostranjenost nekanoničnih (ne‑B) DNK struktura u ljudskom i primatskim genomima. Oko 13% genoma može biti zahvaćeno alternativnim oblicima DNK, naročito u satelitskim ponavljajućim regionima. Te strukture utiču na replikaciju, regulaciju transkripta i stabilnost hromozoma, a povezuju se i sa rizikom od bolesti kao što su rak i neki neurodegenerativni poremećaji.
Neobične DNK Strukture Prelaze Granice Duple Heliksa — Šta Novo Otkrivaju Potpuni Reference Genomi
(Alones Creative/iStock/Getty Images)
Dupla heliks je simbol genetike, ali DNK može zauzimati i drugačije, "nekanonične" oblike. Novi podaci iz potpunih referentnih genoma i tehnologija dugog čitanja otkrivaju da su te ne‑B strukture prisutnije i raznovrsnije nego što se ranije mislilo.
Kompletiranje referentnog genoma i analiza primata
Kada je ljudski genom prvi put objavljen 2001. godine, oko 8% genoma — pretežno ponavljajući regioni — ostalo je neodređeno. Konzorcijum Telomere‑to‑Telomere (T2T) sastavio je najkompletniji referentni ljudski genom (2022) i sekvencirao poslednje fragmente 2023. godine. U 2025. T2T je objavio i potpune reference za šest velikih majmuna (čimpanza, bonobo, gorila, dva tipa orangutana i siamang).
Illustration of primates and their representative chromosomes, with canonical helical and non-B DNA formations. (Dani Zemba and Makova Laboratory/Penn State)
Šta su ne‑B DNK forme i gde se nalaze
Istraživači sa Penn State i saradnicima analizirali su T2T reference za ljude i navedene primate kako bi mapirali sekvence sklonе formiranju ne‑B struktura. Među ovim oblicima su savijena DNK, hairpin strukture, G‑kvadriplexi (G4) i Z‑DNK.
Glavni nalaz: dugoočitanjsko sekvenciranje otkriva značajno više nekanoničnih motiva nego što je bilo vidljivo ranijim kratkočitanjskim podacima — posebno u satelitskoj (ponavljajućoj) nekodirajućoj DNK koja učestvuje u organizaciji i stabilnosti hromozoma.
YouTube Thumbnail
Biološki značaj i moguće posledice
Procene sugerišu da oko 13% ljudskog genoma može biti pod uticajem alternativnih struktura DNK. Te forme mogu uticati na:
- replikaciju DNK i stabilnost hromozoma,
- regulaciju transkripcije i obrasce metilacije,
- mutagenezu — što potencijalno doprinosi bolestima poput raka, nekih neurodegenerativnih poremećaja i Werner sindroma.
"Došlo je do pomaka u načinu razmišljanja o funkciji genoma — prelazimo sa puke sekvence na uključivanje strukture," kaže Kateryna Makova.
Zašto su duža čitanja važna
Tehnologije dugih čitanja omogućavaju da se sekvence čitaju u većim kontinuitetima, što olakšava sastavljanje ponavljajućih regiona i identifikaciju struktura koje su bile skrivenе u ranijim referencama. To je omogućilo autorima rada u Nucleic Acids Research da po prvi put naprave sveobuhvatnu mapu motiva sklonih ne‑B formama u ljudskom i primatskim genomima.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Šta dalje?
Iako neke ne‑B strukture mogu igrati pozitivnu ulogu u evoluciji i regulaciji genoma, važno je dalje istražiti kada i kako one postaju štetne. Autori pozivaju na funkcionalne studije koje će razjasniti ulogu ovih struktura u zdravlju i bolestima.
Rezultati su objavljeni u Nucleic Acids Research.
Pomozite nam da budemo bolji.
