Правила Чаргаффа гласят, что количество аденина количеству тимина в геноме равно (nA=nT) и аналогично nC=nG. Это имеет очевидный смысл, зная, что C связывается с G, а A с T.
Но как быть с соотношением ?
Есть ли вариация этого отношения среди видов, превышающая ожидаемую случайными процессами? Если да, то чем вызвано это изменение?
По сути, это соотношение, как указал WYSIWYG, называется GC-content . На самом деле GC-содержание сообщается как , преобразованный в проценты; т. е. какой процент генома составляет G или C.
Содержание GC сильно различается как среди видов, так и в пределах собственного генома данного вида. Например, у человека первый интрон и экзон обычно более богаты GC, чем последующие интроны/экзоны. 1 Сами гены часто обнаруживаются в более высоких областях GC, 2 , 11 в частности, CpG-островки обнаруживаются рядом с большим количеством (у млекопитающих) промоторов. 3
Между видами может быть большая разница. И дрожжи, и арабидопсис составляют около 35% 4 , 5 , тогда как Plasmodium falciparum составляет около 24%; 6 Carsonella еще ниже, около 16,5%. 14 С другой стороны, планктон Emiliania huxleyi составляет около 65% 7 . Мы можем использовать эти различия для изучения истории генома. Бактерии часто имеют гены из разных мест благодаря горизонтальному переносу генов, и GC-контент можно использовать для различения их собственных генов и генов, полученных в результате горизонтального переноса генов; 8 хорошим примером является система CRISPR-Cas, 9 даже в вирусе! 10
Вот список нескольких вещей, с которыми коррелирует геномный GC-контент: 15
В лаборатории высокое содержание GC часто означает более сложную область для работы, поскольку наличие трех связей вместо двух (между A и T) требует больше энергии для разрыва; 12 все, что связано с праймерами, может быть сделано более раздражающим, включая (особенно для некоторых) секвенирование. Существует теория, что высокое содержание GC может быть адаптацией к высоким температурам, чтобы избежать повреждения ДНК, но это спорно. 13 , 16 , 17 , 18
Да, это соотношение варьируется и обычно называется GC-содержанием , которое выражается в процентах. Раньше люди использовали GC-контент как один из идентификаторов группы организмов.
Несмотря на то, что было проведено довольно много исследований эволюции и вариаций содержания GC, до сих пор нет четкого объяснения того, почему определенные организмы имеют определенный уровень содержания GC - это не оказывает существенного влияния на состав белка, хотя это и утверждается. что он контролирует экспрессию белка. Химическая изменчивость выше из C->U- A->Gза дезаминирования, но это может быть не единственным критерием. Вы можете обратиться к этому хорошему обзору для деталей.
GC-содержание сильно различается среди прокариот и используется в качестве таксономической характеристики. Он особенно повышен у экстремофилов, таких как галофилы и термофилы, и считается, что это адаптация к высокой температуре и другим химическим и физическим стрессам. Связи GC прочнее, чем AT, поэтому предполагается, что он действует как защита от денатурализирующих агентов.
WYSIWYG