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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
背景：令人驚訝的是，人們對全基因組範圍內 tRNA 基因和 tRNA 相關序列的組織和分佈知之甚少。雖然 tRNA 基因互補體通常作為基因組註釋工作的一部分而被順便報告，並且已經詳細描述了溶組織內阿米巴中 tRNA 基因的串聯排列等特殊特徵，但係統的比較研究很少，而且大多僅限於細菌。因此，我們著手調查多種真核生物中 tRNA 基因和假基因的基因組排列，以確定常見模式和分類單元特異性。結果：與先前的報告一致，我們發現 tRNA 互補體進化迅速，且 tRNA 基因和假基因位置發生快速更替。在門水平上，tRNA基因數量和假基因數量的分佈非常廣泛，標準差約為平均值。即使在密切相關的物種中，我們也觀察到局部組織的巨大變化。例如，65%和87%的tRNA基因和假基因分別位於斑馬魚和刺魚的基因組簇中，而這種排列在其他三種已定序的硬骨魚基因組中相對罕見。在基底後生動物中，黏絲盤菌(Trichoplax adhaerens)幾乎沒有重複的tRNA基因，而海葵Nematostella vectensis則擁有超過17,000個tRNA基因和假基因。即使在真獸類哺乳動物中也觀察到顯著的差異。例如，高等靈長類動物有 616 +/- 120 個 tRNA 基因和假基因，其中 17% 至 36% 排列成簇，而叢林寶寶 Otolemur garnetti 的基因組有 45225 個 tRNA 基因和假基因，其中只有 5.6% 排列成簇。相較之下，植物基因組中的分佈卻出奇地均勻。與此變異性一致，tRNA 基因和假基因的同線性保守性一般也很差，週轉率與不受約束的序列元件相當。儘管真核生物的豐度差異很大，但我們觀察到 tRNA 基因的數量、tRNA 假基因和基因組大小之間存在顯著相關性。結論：tRNA 基因和假基因的基因組組織顯示出複雜的譜系特異性模式，其特徵是廣泛的變異性，這與 tRNA 本身的極端序列保守性形成鮮明對比。對真核生物中 tRNA 基因和假基因的基因組組織的綜合分析為進一步研究 tRNA 基因排列和基因組組織之間的相互作用提供了基礎。