Ученые Института биотехнологии Хельсинского университета объяснили одну из загадок возникновения новых генов. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Молекулярные биологи раскрыли механизм образования палиндромных (читающихся одинаково в обеих направлениях) последовательностей в геноме, которые, в свою очередь, способствуют появлению генов микроРНК. Палиндромные последовательности выражаются в том, что на каком-либо отрезке двойной цепочки ДНК последовательность на одной цепи идентична последовательности комплементарной ей цепи в обратном направлении. Хотя эти последовательности важны для стабилизации структур матричных РНК, вероятность того, что они образуются в результате случайных мелких мутаций в генах, кодирующих микроРНК, чрезвычайно мала.
Оказалось, что палиндромые последовательности возникают в результате крупных ошибок репликации ДНК. Эти ошибки, называемые переключением матрицы ДНК, происходят, когда репликативный механизм случайно переключается на комплементарную цепь, создавая копию комплементарного фрагмента внутри новой цепи.
Поскольку ДНК используется в качестве шаблона для синтеза матричных РНК, то палиндромы приводят к возникновению в РНК структур в виде шпилек, играющих важное регуляторное значение. Было показано, что мутации переключения матрицы участвовали в появлении более шести тысяч шпилечных структур в линии приматов, что привело к появлению по меньшей мере 18 новых генов микроРНК человека. Это составляет 26 процентов микроРНК, которые, как предполагается, возникли с появления первых приматов.