
回文配列とは、二本鎖DNAまたはRNA分子中の核酸配列で、一方の鎖を特定の方向(例えば5'から3' )に読み取った配列が、相補鎖を同じ方向(例えば5'から3')に読み取った配列と同一になる配列のことである。したがって、この回文の定義は、相補鎖同士が互いに回文配列であることを前提としている。
遺伝学における回文の意味は、単語や文における定義とは若干異なります。二重らせんは、互いに逆方向に走る2本のヌクレオチドの逆平行鎖によって形成され、ヌクレオチドは常に同じ方法で対合します(DNAではアデニン(A)とチミン(T) 、RNAではウラシル(U)、シトシン(C)とグアニン(G))。そのため、(一本鎖の)ヌクレオチド配列は、その逆相補配列と等しい場合に回文であると言われます。例えば、DNA配列は、ヌクレオチドごとの相補配列と回文構造になっています。なぜなら、相補配列のヌクレオチドの順序を逆にすると、元の配列になるからです。ACCTAGGTTGGATCCA
回文ヌクレオチド配列はヘアピンを形成することができる。ヘアピンの幹部分は擬似二本鎖部分であり、ヘアピン全体が同じ(一本の)核酸鎖の一部である。回文モチーフはほとんどのゲノムまたは遺伝情報セットに見られる。これらは特に細菌染色体およびそれらに散在するいわゆる細菌散在モザイク要素(BIME )で研究されてきた。2008年にゲノムシーケンスプロジェクトにより、ヒトのX染色体とY染色体の大部分が回文として配置されていることが発見された。[ 1 ]回文構造により、Y染色体は片側が損傷した場合に中央で折り曲げることで自己修復することができる。
パリンドロームは、タンパク質を構成するペプチド配列にも頻繁に見られるようですが、 [ 2 ] [ 3 ]タンパク質の機能におけるその役割は明確にはわかっていません。ペプチド中のパリンドロームの存在は、タンパク質中の低複雑性領域の普及と関連している可能性があると示唆されています。パリンドロームは低複雑性配列と頻繁に関連しているためです。また、その普及は、そのような配列がαヘリックス[ 4 ]やタンパク質/タンパク質複合体[ 5 ]を形成する傾向とも関連している可能性があります。
回文配列は分子生物学において重要な役割を果たします。DNA配列は二本鎖であるため、回文配列を決定するには、(一方の鎖の塩基だけでなく)塩基対全体を読み取ります。多くの制限エンドヌクレアーゼ(制限酵素)は特定の回文配列を認識して切断します。制限酵素EcoR1は、以下の回文配列を認識します。
5'- GAATTC -3' 3'- CTTAAG -5'
上側の鎖は5'-GAATTC-3'、下側の鎖は3'-CTTAAG-5'です。DNA鎖を反転させると、配列は全く同じになります(5'GAATTC-3'と3'-CTTAAG-5')。以下に、認識する制限酵素と回文配列を示します。
回文配列にはメチル化部位が存在する場合もある。メチル化 部位とは、メチル基が回文配列に付加される部位のことである。メチル化によって結果として生じる遺伝子は不活性化される。これは挿入不活性化または挿入突然変異と呼ばれる。例えば、PBR322では、テトラサイクリン耐性遺伝子のメチル化によってプラスミドがテトラサイクリンに感受性になる。テトラサイクリン耐性遺伝子のメチル化後、プラスミドが抗生物質テトラサイクリンに曝されると、生存できなくなる。
T細胞受容体(TCR)遺伝子の多様性は、生殖細胞系列にコードされたV、D、JセグメントからのV (D)J組換えによるヌクレオチド挿入によって生じる。VDおよびDJ接合部におけるヌクレオチド挿入はランダムであるが、これらの挿入のごく一部は例外で、1~3塩基対が生殖細胞系列DNAの配列を逆方向に繰り返している。これらの短い相補的な回文配列はPヌクレオチドと呼ばれる。[ 6 ]