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回文结构介绍
人阅读 发布时间：2018-11-08 17:25
回文结构序列是指顺读和反读都一样的序列，分为短的回文结构及长的回文结构，短的回文结构一般为一种特别的信号，如二型限制性内切酶的识别。较长的回文结构会转化形成发夹结构。回文结构广泛存在于各种生物体基因组中，如病毒和细菌基因组DNA以及真核染色体和细胞器中，它们与遗传信息表达的调控和基因转移有关，并且广泛分布于人类癌细胞中。很多蛋白质的结合位点、转录因子的结合位点，终止子、编码小RNA和其它非翻译RNA的基因片段均为回文结构[1-3]。
回文结构在生物体中具有很明显的意义，主要作用为：1）是限制性内切酶的识别位点。2）具有调节基因的表达作用，如色氨酸操纵子前的弱化子。3）转录终止时的识别结构。4）稳定RNA的结构和行使功能。5）基因工程中DNA序列的方便操作，限制性内切酶如同外科医生的"手术刀"，它在基因的切割部位就在DNA序列的回文序列中，并且他们之间是相对应的,回文序列在基因序列的存在使基因的操作成为可能。有研究表明在人类中，发夹结构AT重复单元（PATRRs）会形成十字形DNA结构促使DNA双链断裂而使染色体发生易位，也是人类疾病的病因所在[4]。回文序列在dna中很常见，它通常作为多种调控因子的顺式序列，zhang[5]等人通过设计了两个长度不同的回文序列，构建cre-losp组合系统，并将两种质粒共转化，一种含有cre基因，另一种含有氧氟沙星位点到大肠杆菌dh5a菌株中，通过检测质粒的变化判断cre基因在大肠杆菌中的表达程度。共转化菌株的图谱表明，20 bp或20 bp以上的回文序列对下游基因的表达没有抑制作用，34 bp或34 bp以上的回文序列对此有抑制作用，故回文结构可以调控基因的表达量。在小鼠中的研究表明，x-回文臂的大量倒置或缺失使雄性小鼠在减数分裂后具有可育性，并表达相关基因[6]，为研究基因组序列、基因功能提供了新的思路和方法。
[1] Porto A H L, Barbosa V C. Finding approximate palindromes in strings[J]. Pattern Recognition, 2002, 35(11):2581-2591.
[2] Fuglsang A. The relationship between palindrome avoidance and intragenic codon usage variations: a Monte Carlo study.[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2004, 316(3):755-762.
[3] Fuglsang A.Distribution of potential type II restriction sites (palindromes) in prokaryotes.[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications, 2003, 310(2):280.
[4]Kurahashi H, Inagaki H, Yamada K, et al. Cruciform DNA structure underlies the etiology for palindrome-mediated human chromosomal translocations.[J]. Journal of Biological Chemistry, 2004, 279(34):35377.
[5]Zhang R, Guo S, Ren M. [Analysis the influence of palindrome structure to gene expression by constructing combination system][J]. Acta Microbiologica Sinica, 2002, 42(2):186-192.
[6] Kruger A N , Ellison Q ,Brogley MA, Gerlinger ER,et al.Male mice with large inversions or deletions of X-palindrome arms are fertile and express their associated genes post-meiosis[J].bioRxiv genetic，2018.4(2):180-191.
回文结构在生物体中具有很明显的意义，主要作用为：1）是限制性内切酶的识别位点。2）具有调节基因的表达作用，如色氨酸操纵子前的弱化子。3）转录终止时的识别结构。4）稳定RNA的结构和行使功能。5）基因工程中DNA序列的方便操作，限制性内切酶如同外科医生的"手术刀"，它在基因的切割部位就在DNA序列的回文序列中，并且他们之间是相对应的,回文序列在基因序列的存在使基因的操作成为可能。有研究表明在人类中，发夹结构AT重复单元（PATRRs）会形成十字形DNA结构促使DNA双链断裂而使染色体发生易位，也是人类疾病的病因所在[4]。回文序列在dna中很常见，它通常作为多种调控因子的顺式序列，zhang[5]等人通过设计了两个长度不同的回文序列，构建cre-losp组合系统，并将两种质粒共转化，一种含有cre基因，另一种含有氧氟沙星位点到大肠杆菌dh5a菌株中，通过检测质粒的变化判断cre基因在大肠杆菌中的表达程度。共转化菌株的图谱表明，20 bp或20 bp以上的回文序列对下游基因的表达没有抑制作用，34 bp或34 bp以上的回文序列对此有抑制作用，故回文结构可以调控基因的表达量。在小鼠中的研究表明，x-回文臂的大量倒置或缺失使雄性小鼠在减数分裂后具有可育性，并表达相关基因[6]，为研究基因组序列、基因功能提供了新的思路和方法。
[1] Porto A H L, Barbosa V C. Finding approximate palindromes in strings[J]. Pattern Recognition, 2002, 35(11):2581-2591.
[2] Fuglsang A. The relationship between palindrome avoidance and intragenic codon usage variations: a Monte Carlo study.[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2004, 316(3):755-762.
[3] Fuglsang A.Distribution of potential type II restriction sites (palindromes) in prokaryotes.[J]. Biochemical & Biophysical Research Communications, 2003, 310(2):280.
[4]Kurahashi H, Inagaki H, Yamada K, et al. Cruciform DNA structure underlies the etiology for palindrome-mediated human chromosomal translocations.[J]. Journal of Biological Chemistry, 2004, 279(34):35377.
[5]Zhang R, Guo S, Ren M. [Analysis the influence of palindrome structure to gene expression by constructing combination system][J]. Acta Microbiologica Sinica, 2002, 42(2):186-192.
[6] Kruger A N , Ellison Q ,Brogley MA, Gerlinger ER,et al.Male mice with large inversions or deletions of X-palindrome arms are fertile and express their associated genes post-meiosis[J].bioRxiv genetic，2018.4(2):180-191.
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