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遺伝子間領域は、遺伝子と遺伝子の間に位置するDNA配列の領域である。[1]遺伝子間領域には機能要素とジャンクDNAが含まれることがある。
特性と機能
遺伝子間領域には、プロモーターや調節要素、エンハンサー、スペーサー、（真核生物の場合）セントロメアなどの機能的なDNA配列が多数含まれることがあります。[2]また、複製起点、足場付着領域、トランスポゾンやウイルスも含まれることがあります。[2]
ジャンクDNAの一種である擬似遺伝子や反復DNAなどの非機能的DNA要素も、遺伝子間領域で見つかることがありますが、遺伝子内のイントロンに位置することもあります。[2]これらの領域には、非コード遺伝子や調節配列など、まだ特定されていない機能的要素が含まれている可能性があります。 [3]これは確かに時々起こりますが、発見される機能的DNAの量は、通常、遺伝子間DNAまたはイントロンDNAの全体の量のごく一部にすぎません。[3]
異なる生物における遺伝子間領域
ヒトでは、遺伝子間領域はゲノムの約50％を占めていますが、細菌（15％）や酵母（30％）ではこの数ははるかに少なくなっています。[4]
他のほとんどの非コードDNAと同様に、遺伝子間領域のGC含有量は種によって大きく異なります。例えば、熱帯熱マラリア原虫（Plasmodium falciparum）では、多くの遺伝子間領域のAT含有量は90%です。[5]
遺伝子間領域の分子進化
遺伝子間領域の機能要素は、その配列が負の選択によって維持されるため、ゆっくりと進化します。非常に大きなゲノムを持つ種では、遺伝子間領域の大部分がおそらくジャンクDNAであり、中立的な進化速度で進化します。[6] [7] [検証が必要]ジャンクDNA配列は、純化選択によって維持されませんが、有害な適応効果を伴う機能獲得突然変異が発生する可能性があります。[8]
系統学的推論とバイオインフォマティクスの手法により、地質学的時間スケールでは、遺伝子間領域がタンパク質コード遺伝子の配列を模倣したオープンリーディングフレーム配列に一時的に進化し、その結果、 de novo遺伝子誕生と呼ばれるプロセスで新しいタンパク質コード遺伝子の進化につながる可能性があることが示されています。[9]
参照
参考文献
- ^ Tropp BE (2008).分子生物学: 遺伝子からタンパク質まで. Jones & Bartlett Learning. ISBN 9780763709167。
- ^ abc アルバーツ、ブルース (2014).エッセンシャル細胞生物学(第4版). ガーランド出版. pp. 172–209. ISBN 978-0815345251。
- ^ ab Palazzo AF、Lee ES (2015年1月)。「非コードRNA：機能性RNAとジャンクRNAの違いは何か？」Frontiers in Genetics 60 ( 2): e1004351. doi : 10.3389/fgene.2015.00002 . PMC 4306305 . PMID 25674102.
- ^ Francis WR、Wörheide G (2017 年6月)。 「動物ゲノムにおけるイントロン と遺伝子間配列の類似した比率」。ゲノム生物学と進化。9 (6): 1582–1598。doi :10.1093/gbe/evx103。PMC 5534336。PMID 28633296。
- ^ Gardner MJ、Hall N、Fung E、White O、Berriman M、Hyman RW、他 (2002 年 10 月)。「ヒトマラリア原虫 Plasmodium falciparum のゲノム配列」。Nature . 419 ( 6906): 498–511. doi : 10.1093/molbev/msj050 . PMID 16280547。
- ^ リンチ、マイケル (2006-02-01). 「真核生物の遺伝子構造の起源」.分子生物学と進化. 23 (2): 450–468. doi : 10.1093/molbev/msj050 . ISSN 1537-1719. PMID 16280547.
- ^ Papadopoulos, Chris; Callebaut, Isabelle; Gelly, Jean-Christophe; Hatin, Isabelle; Namy, Olivier; Renard, Maxime; Lespinet, Olivier; Lopes, Anne (2021). 「de novo遺伝子誕生とタンパク質進化の基本構造モジュールとしての遺伝子間ORF」.ゲノム研究. 31 (12): 2303–2315. doi :10.1101/gr.275638.121. ISSN 1088-9051. PMC 8647833. PMID 34810219 .
- ^ Palazzo AF、Gregory TR (2014年5月) 。「ジャンクDNAのケース」。PLOS Genetics。10 ( 5): e1004351。doi : 10.1371 / journal.pgen.1004351。PMC 4014423。PMID 24809441。
- ^ Papadopoulos C, Callebaut I, Gelly JC, Hatin I, Namy O, Renard M, Lespinet O, Lopes A (2021年12月). 「de novo遺伝子誕生とタンパク質進化の基本構造モジュールとしての遺伝子間ORF」.ゲノム研究. 31 (12): 2303–2315. doi :10.1101/gr.275638.121. PMC 8647833. PMID 34810219 .
外部リンク
- ENCODE スレッド エクスプローラー 遺伝子間領域の特性評価と遺伝子定義。Nature (ジャーナル)