ОБЩИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ОСНОВЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ МНОГОКЛЕТОЧНЫХ ЭУКАРИОТ

Аннотация:

В обзоре описаны ключевые защитные механизмы, первоначально созданные в клетках для ингибирования мобильных генетических элементов (транспозонов, интронов) и вирусов, которые стали основой сложнейших регуляторных сетей в развитии многоклеточных эукариот с огромным потенциалом к изменчивости в эволюции. Данные механизмы включают систему ферментов процессинга малых некодирующих РНК и сплайсинга с их регуляторными факторами. Учитывая значительное распространение транспозонных последовательностей в геномах многоклеточных эукариот, в составе интронов и вблизи генов, а также происхождение интронов и некоторых белок-кодирующих генов от транспозонов, механизм РНК-интерференции стал играть ключевую роль в межклеточных взаимодействиях и регуляции экспрессии генов в последовательных делениях клеток, что дало возможность возникновения многоклеточных и их последующей эволюции. Доказаны тканеспецифические особенности экспрессии малых РНК, влияющие на активность определенных генов, необходимых для пространственной и временной дифференцировки клеток. Так как многие некодирующие РНК происходит непосредственно от транспозонов, доля последовательностей которых в геномах значительно выше идентифицированных стандартными методами, можно предположить, что транспозоны могут быть основными источниками некодирующих РНК в эволюции. Распространение интронов в белок-кодирующих последовательностях эукариот дало дополнительный универсальный способ регуляции межклеточной кооперации и тканевой дифференцировки за счет возможности управления сплайсингом различными факторами, в том числе транспозонами и некодирующими РНК. Сохранение в эволюции интронов, происходящих от мобильных генетических элементов у многоклеточных, говорит о важном значении использования защитных механизмов посттранскрипционного процес-синга для регуляции онтогенетического развития. На основании анализа многочисленных литературных данных предложено, что материальной основой эпигенетической наследственности являются транспозоны — видовая специфичность их количества, состава и расположения является основой онтогенетических преобразований за счет дифференцированной экспрессии генов под влиянием меняющейся активности определенных транспозонов — данные реакции проходят эволюционный отбор и закрепляются среди особей одного вида, находящихся в идентичных условиях существования. Большую роль в данных реакциях играет также регулирование сплайсинга генов эпигенетическими факторами и активностью транспозонов. Ключевые слова: альтернативный сплайсинг (А5), длинные некодирующие РНК (IncPHK), матричная РНК (мРНК), микроРНК, микропроцессорный комплекс Drosha-DGCR8 (MKDD), мобильные генетические элементы (МГЭ), некодирующие РНК (нкРНК), транспозоны (ТЕ— transposable elements), эмбриональные стволовые клетки (ESC), RdRP— РНК-зависимая РНК-полимераза, RISC— РНК-ин-дуцированный комплекс сайленсинга,

Авторы:

Издание: Успехи физиологических наук
Год издания: 2018
Объем: 30с.
Дополнительная информация: 2018.-N 3.-С.52-81. Библ. 121 назв.
Просмотров: 26