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回文序列

回文序列遗传学上讲的回文序列指的是双链DNARNA分子中的特定的核苷酸片段,该片段在其中一条链上按5'到3'读取的序列与其互补链上按相同的5'到3'读取的序列一致。回文序列的单链DNA或RNA,存在对称中心,对称中心两侧碱基关于该对称中心对称,可形成互补。故回文序列能够形成发夹结构(茎环结构)。

回文序列广泛存在于各种生物体基因组中,主要和转录终止有关,也是限制性内切酶酶切位点,还参与DNA复制等生命活动。

中文名:回文序列

外文名:Palindromic sequence

存在位置:DNA、RNA、多肽

目录

释义

如果一个(单链)核苷酸的序列和它的反向互补链的序列一样,那么这个核苷酸序列就是回文序列。回文序列结构不仅在DNA中存在,在RNA中也常因碱基的互补而常出现类似的结构,有利于稳定RNA的结构和行使功能 。回文序列也经常出现在组成蛋白质的肽序列中,但它们在蛋白质功能中的作用尚不清楚 [1]

短的回文结构可能是一种特别的信号,如限制性内切酶的识别序列。较长的回文结构容易转化成发夹结构,可能有助于DNA与特异性DNA结合蛋白结合 ;[2]

特征与功能

特征

有对称中心。例如,DNA序列ACCTAGGT之所以是回文序列,是因为它的互补序列是TGGATCCA,而反向互补序列是ACCTAGGT,和其原来序列一致。

功能

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,如色氨酸操纵子的前的弱化子

3)转录终止时的识别结构;

4)基因工程的"手术刀"。

例子

限制性酶切位点

回文序列在分子生物学中起着重要的作用。许多限制性内切酶能识别特定的回文序列并切割它们。比如,限制性内切酶EcoR1识别以下回文序列:

5'- G A A T T C -3'

3'- C T T A A G -5'

甲基化位点

回文序列也可能有甲基化位点。这些是甲基可以附着在回文序列上的位点 [3]

T细胞受体中的回文核苷酸

T细胞受体(TCR)基因的多样性是通过从其生殖系编码的V、D和J段重新排列后的插入核苷酸而产生的。在V-D和D-J连接处的核苷酸插入是随机的,但其中的一些小的子集插入是例外,一到三个碱基对反向重复生殖系DNA的序列。这些短的互补的回文序列称为P核苷酸 ;[4]

视频

Python算法实战|最长回文子序列

参考文献

  1. [Giel-Pietraszuk, M., Hoffmann, M., Dolecka, S., Rychlewski, J., Barciszewski, J .Palindromes in proteins. :J. Protein Chem,2003:22 (2), 109–113]
  2. [Larionov, S., Loskutov, A., Ryadchenko, E .Chromosome evolution with naked eye: palindromic context of the life origin :Chaos,2008:18 (1), 013105]
  3. [Elhai, J. Highly iterated palindromic sequences (HIPs) and their relationship to DNA methyltransferases:Life,2015:5(1), 921-948]
  4. [Srivastava, S.K., Robins, H.S .Palindromic nucleotide analysis in human T cell receptor rearrangements: PLOS ONE, 2012:7 (12), e52250]