قمر صناعي صغير

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في علم الوراثة ، يُعرف الميني ساتلايت بأنه تسلسل من الحمض النووي المتكرر ، حيث تتكرر فيه أنماط معينة من الحمض النووي (يتراوح طولها بين 10 و60 زوجًا قاعديًا ) عادةً من مرتين إلى عدة مئات من المرات. [ 1 ] توجد الميني ساتلايت في أكثر من 1000 موقع في الجينوم البشري ، وتتميز بمعدل طفراتها العالي وتنوعها الكبير بين السكان. [ 2 ] تبرز الميني ساتلايت في السنتروميرات والتيلوميرات للكروموسومات ، حيث تحمي الأخيرة الكروموسومات من التلف. يشير مصطلح "ساتلايت" إلى الملاحظة المبكرة التي تفيد بأن طرد الحمض النووي الجينومي في أنبوب اختبار يفصل طبقة بارزة من الحمض النووي الرئيسي عن طبقات "ساتلايت" المصاحبة لها من الحمض النووي المتكرر. الميني ساتلايت عبارة عن تسلسلات صغيرة من الحمض النووي لا تشفر البروتينات ، ولكنها تظهر في جميع أنحاء الجينوم مئات المرات، مع وجود العديد من النسخ المتكررة بجوار بعضها البعض.

تُصنّف الميني ساتلايتات ونظيراتها الأقصر، الميكرو ساتلايتات ، معًا ضمن الحمض النووي ذي عدد التكرارات المترادفة المتغيرة ( VNTR ). ومن المثير للالتباس أن الميني ساتلايتات تُشار إليها غالبًا باسم VNTRs، بينما تُشار إلى الميكرو ساتلايتات غالبًا باسم التكرارات المترادفة القصيرة (STRs) أو تكرارات التسلسل البسيط (SSRs). [ 3 ] [ 4 ]

بناء

تتكون السلاسل المصغرة من أنماط متكررة، غنية عمومًا بالـ GC ، ويتراوح طولها من 10 إلى أكثر من 100 زوج قاعدي. تتداخل هذه التكرارات المتغيرة بشكل متسلسل. تحتوي بعض السلاسل المصغرة على تسلسل مركزي (أو "وحدة أساسية") من القواعد النيتروجينية "GGGCAGGANG" (حيث N يمكن أن تكون أي قاعدة)، أو تتكون بشكل عام من أنماط تسلسلية من البيورينات ( الأدينين (A) والجوانين (G)) والبيريميدينات ( السيتوزين (C) والثايمين (T)).

تحتوي الأقمار الصناعية الصغيرة شديدة التغير على وحدات أساسية يتراوح طولها بين 9 و 64 زوجًا قاعديًا، وتوجد بشكل رئيسي في المناطق السنتروميرية. [ 5 ]

يوجد 90% من التكرارات المصغرة في الكروموسومات البشرية في المنطقة شبه الطرفية للكروموسومات. تسلسل التيلومير البشري نفسه عبارة عن تكرار متتالي: TTAGGG TTAGGG TTAGGG ...

وظيفة

وقد ثبت أن الميني ساتلايتات تلعب دوراً في تنظيم التعبير الجيني (على سبيل المثال، على مستويات النسخ ، أو التضفير البديل ، أو التحكم في البصمة الجينية ). وهي عموماً عبارة عن حمض نووي غير مشفر، ولكنها في بعض الأحيان تكون جزءاً من جينات محتملة .

تشكل الأقمار الصناعية الصغيرة أيضًا التيلوميرات الكروموسومية، والتي تحمي نهايات الكروموسوم من التدهور أو من الاندماج مع الكروموسومات المجاورة.

التحولية

تم ربط الأقمار الصناعية الصغيرة بمواقع الكروموسومات الهشة وهي قريبة من عدد من نقاط الانقطاع المتكررة للانتقال.

أظهرت بعض التكرارات المصغرة البشرية (حوالي 1%) قابلية عالية للطفرات ، حيث يتجاوز معدل الطفرات في الخلايا الجنسية 0.5% ويصل إلى أكثر من 20%، مما يجعلها المنطقة الأكثر عدم استقرارًا في الجينوم البشري المعروفة حتى الآن. في حين أن جينومات أخرى (الفأر والجرذ والخنزير) تحتوي على تسلسلات شبيهة بالتكرارات المصغرة، لم يُعثر على أي منها قابلًا للطفرات العالية. ولأن جميع التكرارات المصغرة القابلة للطفرات العالية تحتوي على متغيرات داخلية ، فإنها توفر أنظمة غنية بالمعلومات لتحليل عمليات التغير المعقدة التي تحدث في هذا النوع من التكرارات المتتالية. وقد استُخدم رسم خرائط تكرارات المتغيرات في التكرارات المصغرة بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (MVR-PCR) على نطاق واسع لرسم أنماط تداخل تكرارات المتغيرات على طول المصفوفة، مما يوفر تفاصيل حول بنية الأليلات قبل الطفرة وبعدها.

كشفت الدراسات عن عمليات طفرات متميزة تحدث في الخلايا الجسدية والخلايا الجنسية. يُظهر عدم الاستقرار الجسدي المُكتشف في الحمض النووي للدم أحداثًا بسيطة ونادرة داخل الأليل الواحد، أقل بمقدار يتراوح بين رتبتين وثلاث رتب من حيث الحجم مقارنةً بالحيوانات المنوية. في المقابل، تحدث أحداث معقدة تشبه التحول بين الأليلات في الخلايا الجنسية. [ 6 ]

كشفت تحليلات إضافية لتسلسلات الحمض النووي المحيطة بالتكرارات المصغرة البشرية عن بؤرة ساخنة شديدة التركيز للتبادل الميوزي ، تقع في الجزء العلوي من الجانب غير المستقر لمصفوفات التكرارات المصغرة. وبالتالي، يبدو أن معدل دوران التكرارات يخضع لسيطرة نشاط إعادة التركيب في الحمض النووي المحيط بمصفوفة التكرارات، مما يؤدي إلى قطبية الطفرات. تشير هذه النتائج إلى أن التكرارات المصغرة ربما تطورت كعناصر ثانوية لمواضع ساخنة موضعية لإعادة التركيب الميوزي في الجينوم البشري.

لقد طُرحت فرضية مفادها أن تسلسلات الميني ساتلايت تحفز الكروموسومات على تبادل الحمض النووي. وفي نماذج بديلة، يُعد وجود مناطق ساخنة متجاورة مزدوجة السلسلة السبب الرئيسي لتغيرات عدد نسخ تكرارات الميني ساتلايت. ويُعتقد أن التغيرات الجسدية تنجم عن صعوبات في التضاعف (والتي قد تشمل انزلاق التضاعف ، من بين ظواهر أخرى).

أظهرت الدراسات أن المصير التطوري للميني ساتلايت يميل نحو توزيع متوازن في حجم الأليلات، إلى أن تؤثر الطفرات في الحمض النووي المحيط على نشاط إعادة التركيب للميني ساتلايت عن طريق كبح عدم استقرار الحمض النووي. سيؤدي هذا الحدث في نهاية المطاف إلى انقراض الميني ساتلايت شديد التحور بفعل الانحراف الميوزي .

تاريخ

اكتُشف أول مؤشر جيني مصغر (minisatellite) في عام 1980 على يد كل من أ. ر. وايمان و ر. وايت . [ 7 ] ونظرًا لاكتشاف مستوى التباين العالي فيه، [ 8 ] طور السير أليك جيفريز تقنية البصمة الوراثية (DNA) القائمة على المؤشرات الجينية المصغرة، مما أدى إلى حل أول قضية هجرة باستخدام الحمض النووي في عام 1985، وأول قضية قتل جنائية، وهي جرائم قتل إندربي في المملكة المتحدة، في عام 1986. استُخدمت المؤشرات الجينية المصغرة لاحقًا كعلامات وراثية في تحليل الارتباط ودراسات السكان، ولكن سرعان ما استُبدلت بتقنية تحديد النمط الجيني باستخدام المؤشرات الجينية الدقيقة (microsatellite) في التسعينيات.

مصطلح الحمض النووي الساتلي نشأ من ملاحظة في ستينيات القرن الماضي لجزء من الحمض النووي المقطّع أظهر كثافة طافية مميزة، يمكن رصدها كـ"ذروة ساتلية" في الطرد المركزي بتدرج الكثافة، والتي تم تحديدها لاحقًا على أنها تكرارات ترادفية كبيرة في منطقة السنترومير. وعندما تم تحديد تكرارات ترادفية أقصر (10-30 زوجًا قاعديًا) لاحقًا، أصبحت تُعرف باسم الساتلات المصغرة. وأخيرًا، مع اكتشاف تكرارات ترادفية لأنماط تسلسلية بسيطة، تم صياغة مصطلح الساتلات الدقيقة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ معلومات إضافية في المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ( MeSH)
  2. ↑ تاون، إي. جانيت؛ ريس، غوين إس.؛ ليث، شيريل؛ وينثر، جانيت إف.؛ كورين، جيليان بي.؛ ستوفال، مارلين؛ أولسن، يورغن إتش.؛ ريخنيتزر، كاثرين؛ شرودر، هنريك؛ غولدبيرغ، بير؛ بويس، جون دي. (مارس 2011). "طفرات الميني ساتلايت الجرثومية لدى الناجين من سرطان الطفولة والشباب الذين عولجوا بالإشعاع" . المجلة الدولية لبيولوجيا الإشعاع . 87 (3): 330-340 . doi : 10.3109/09553002.2011.530338 . ISSN 0955-3002 . PMC 3766628. PMID 21087171 .   
  3. ↑ ترنبيني، ب. وإيلارد، س. (2005). عناصر إيمري في علم الوراثة الطبية، الطبعة الثانية عشرة. إلسيفير، لندن.
  4. ↑ جانجامبالي آدي، براديب كيران (مايو 2011). " مقارنة وارتباط توزيع تكرارات التسلسل البسيط في جينومات أنواع البروسيلا" . المعلوماتية الحيوية . 6 (5): 179-182 . doi : 10.6026/97320630006179 . PMC 3124796. PMID 21738309 .  
  5. ↑ علم الوراثة الجزيئية البشرية ، تأليف توم ستراشان وأندرو ريد، صفحة 289
  6. ↑ فيرنو جي، دينو إف (يوليو 2000). "الميكروساتلايت: قابلية التغيير وبنية الجينوم" . أبحاث الجينوم . 10 (7): 899-907 . doi : 10.1101/gr.10.7.899 . PMID 10899139 . 
  7. ↑ وايمان، أ. ر.، ووايت، ر. (نوفمبر 1980). "موقع متعدد الأشكال للغاية في الحمض النووي البشري" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 77 (11): 6754-6758 . Bibcode : 1980PNAS...77.6754W . doi : 10.1073/pnas.77.11.6754 . PMC 350367. PMID 6935681 .  
  8. ↑ جيفريز إيه جيه، ويلسون في، ثين إس إل (مارس 1985). "مناطق 'الميني ساتلايت' شديدة التغير في الحمض النووي البشري". نيتشر . 314 ( 6006): 67-73 . Bibcode : 1985Natur.314...67J . doi : 10.1038/314067a0 . hdl : 10550/117613 . PMID 3856104. S2CID 4356170 .