核糖體DNA

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真核rDNA序列的基因片段包含18S，5.8S和28S束，形成一個串聯重複集群；NTS、非轉錄間隔、ETS、外部轉錄間隔、ITS、內轉錄間隔1和2，從5'末端編號。

核糖體DNA（Ribosomal DNA，rDNA）是一種DNA序列，該序列用於rRNA編碼。核糖體是蛋白質和rRNA分子的組合，翻譯mRNA分子以產生蛋白質的組件。如該圖所示，真核生物的rDNA包括一個單元段，一個操縱子，以及由NTS（英語：Non-transcribed spacer）、ETS（英語：ETS transcription factor family）、18S（英語：18S ribosomal RNA）、ITS1（英語：ITS1）、5.8S（英語：5.8S ribosomal RNA）、ITS2（英語：ITS2）和28S（英語：28S ribosomal RNA）束組成的串聯重複序列。rDNA的還有另一個基因，由5S rRNA基因編碼，位於大多數真核生物的基因組中[1]。5S rDNA序列也存在於果蠅的串聯重複序列[1]。

重複單元的序列同質性[編輯]

在大型的rDNA序列，rDNA的重複單元（英語：Repeat unit）之間的多態性非常低，這表明rDNA的串聯陣列通過協同進化演變[1]。在對9種果蠅的5S串聯重複序列區域彼此進行比較後得出的結果表明，因這一區域插入和刪除較為頻繁，在5'端以及3'端兩側發現有保守序列[2]。他們可能在DNA複製或通過基因轉換（英語：Gene conversion）的過程中發生新合成鏈的滑移（英語：Replication slippage）[2]。

序列趨異對系統發生學的解釋[編輯]

ITS序列因為變異不影響核糖體的生成，所以遠端物種如人類和青蛙之間進行ITS束序列的比較是不恰當的[3]，但這特性卻很適合在近親之間比較差異。當然反過來說，rDNA編碼區域的保守序列則允許遠端物種甚至在酵母和人類之間進行比較。人類的5.8S rRNA與酵母的5.8S rRNA具有75％的同一性[4]。在姊妹種（英語：Sibling species）情況下比較包括在物種和系統發生學中的ITS束則比較順利[5][6]。rDNA序列的不同編碼區重複序列通常表現出不同的進化速率。其結果是，這種DNA可以提供屬於全系統級別的物種的系統發生學信息[7]。

相關條目[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Guy-Franck Richard, Alix Kerrest, Bernard Dujon. Comparative Genomics and Molecular Dynamics of DNA Repeats in Eukaryotes. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2008-12-01, 72 (4): 686–727 [2018-04-03]. ISSN 1092-2172. doi:10.1128/mmbr.00011-08. （原始內容存檔於2021-03-15） （英語）. 
  2. ^ 2.0 2.1 Päques, F; Samson, ML; Jordan, P; Wegnez, M. Structural evolution of the Drosophila 5S ribosomal genes.. Journal of molecular evolution. 1995-11, 41 (5): 615–21. PMID 7490776. doi:10.1007/BF00175820. 
  3. ^ Sumida, M; Kato, Y; Kurabayashi, A. Sequencing and analysis of the internal transcribed spacers (ITSs) and coding regions in the EcoR I fragment of the ribosomal DNA of the Japanese pond frog Rana nigromaculata.. Genes & genetic systems. 2004-04, 79 (2): 105–18. PMID 15215676. doi:10.1266/ggs.79.105. 
  4. ^ Nazar, RN; Sitz, TO; Busch, H. Sequence homologies in mammalian 5.8S ribosomal RNA.. Biochemistry. 1976-02-10, 15 (3): 505–8. PMID 1252408. doi:10.1021/bi00648a008. 
  5. ^ Ma YJ, Qu FY, Xu JJ. (1998). "Sequence differences of rDNA-ITS2 and species-diagnostic PCR assay of Anopheles sinensis and Anopheles anthropophagus from China. J Med Coll PLA 13: 123-128. PDF （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.
  6. ^ Li C, Lee JS, Groebner JL, Kim HC, Klein TA, O'Guinn ML, Wilkerson RC (2005). "A newly recognized species in the Anopheles hyrcanus group and molecular identification of related species from the Republic of South Korea (Diptera: Culicidae)." Zootaxa 939: 1-8. PDF （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.
  7. ^ Hillis, DM; Dixon, MT. Ribosomal DNA: molecular evolution and phylogenetic inference.. The Quarterly review of biology. 1991-12, 66 (4): 411–53 [2021-09-11]. PMID 1784710. doi:10.1086/417338. 
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