Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение организации геномов высших организмов является фундаментальной задачей молекулярной биологии. Одна из центральных проблем, возникших в ходе молекулярно-генетических исследований эукариот, - наличие в их геномах многократно повторяющихся последовательностей ДНК, составляпцих значительную доле ДНК генома, и функции абсолютного большинства которых неизвестны. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют, что они могут играть существенную роль в геноме. Так, например, высказана гипотеза о существовании специфических повторяющихся последовательностей, участвующих в механизме инактивации Х-хромосомы у самок млекопитающих (Ото, 1973; Gartler, Rlggs, 1983; Нестерова, Закиян, 1994).
Специфические повторы ДНК в виде островков, содержащих интегрированные LINE элементы, обнаружены при анализе структуры Х-хромосомы мыши (Nasir et al, 1990). Тандемные повторы обнаружены также в гене Xiat, который экспрессируется только с неактивной Х-хромосомы и, предположительно, отвечает за конденсацию х-хромосомы в момент инактивации.
Идея о причастности гетерохроматических структур к инактивации получила подтверждение при изучении инактивации родительских Х-хромосом у самок гибридов полевок рода Microtu-s, имеющих на х-хромосомах различающиеся по размеру и расположению блоки гетерохроматина (Zakian et al, 1991). Buo обнаружено, что у гибридов инактивации подвергается преимущественно х-хромосома, с блоком гетерохроматина. На основе этих данных была высказана гипотеза, что именно гетерохроматин, локализованный блоками на X -хромосомах у трех видов полевок этого рода, является неспецифическим фактором инактиваци х-хромосом.
Таким образом, изучение повторов ДНК у полевок рода Місг-otus может дать дополнительную информацию для понимания их роли в геноме, а также выяснения их возможного участия в инактивации Х-хромосомы и механизма влияния блоков гетерохроматина, на процесс инактивации. Цель и задачи исследования. Полевки рода Microtus являются
уникальным объектом для изучения повторяющихся последовательностей ДНК благодаря наличию на их Х-хромосомах блоков гетерохроматина, значительно отличающихся по расположению и размерам у разных видов. Учитывая эту особенность нашего объекта исследования в данной работе были поставлены следующие конкретные задачи:
1. Выделить и клонировать из геномной ДНК полевок рода -
Microtus повторяющиеся последовательности.
-
Изучить специфичность клонированных последовательностей и их распределение в геномах полевок рода Microtus.
-
Определить первичную структуру клонированных повторов ДНК, представляющих интерес для дальнейших исследований.
-
Провести контекстный анализ прочитанных первичных структур повторов и поиск гомологичных последовательностей ДНК в банках данных.
-
Изучить локализацию выделенных повторов ДНК на метафазных хромосомах полевок рода Microtus.
Научная новизна. Впервые выделены из геномной ДНК полевок рода Microtus повторяющиеся последовательности, относящиеся к семейству ы элементов. Определена первичная структура ы элемента полевки M.subarvalis. Показана преимущественная локализация ы элементов ' в гетерохроматических областях половых хромосом полевок рода Microtus. Впервые у'полевок из геномной ДНК , M.subarvalis выделена и охарактеризована гетерохроматин- специфическая повторяющаяся последовательность, содержащая В1 элемент, определена ее первичная структура. Выявлены уникальная кластерная локализация этой последовательности в блоках гетерохроматина на х-хромосомах и ее отсутствие в центромерном гетерохроматине аутосом у 4-х видов полевок рода Microtus.
Практическая ценность. Полученные в работе результаты имеют теоретическое значение для дальнейшего изучения организации геномов млекопитающих и функций повторяющихся последовательностей ДНК. Результаты работы также будут полезны для дальнейшей разработки предложенной ранее гипотетической модели инактивации х-хромосом, и исследования возможного участия и роли повторяющихся последовательностей ДНК в механизме инактивации. Нуклеотидные последовательности
исследованных "повторов зарегистрированы в банке данных вшь
Data Library.
Апробация работы. Основные результаты данного исследования
были доложены на Меящународном конгрессе по иЭоферментам
(Новосибирск,1992), семинарах и отчетных сессиях Института
цитологии и генетики СО РАН.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 научных
статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
