Alu-Elemente und das menschliche Genom

Alu-Insertionselemente, die am häufigsten vorkommende Klasse von SINUs beim Menschen, sind dimere Sequenzen mit einer Länge von etwa 300 bp, die vom 7SL-RNA-Gen abgeleitet sind. Diese Sequenzen enthalten einen bipartiten RNA-Pol-III-Promotor, einen zentralen Poly-A-Trakt, einen 3′-Poly-A-Schwanz, zahlreiche CpG-Inseln und sind durch kurze direkte Wiederholungen eingeklammert. Schätzungsweise 500.000 bis 1 x 10 (6) Einheiten sind im gesamten menschlichen haploiden Genom verteilt, hauptsächlich in AT-reichen Nachbarschaften, die sich über einen Mechanismus, der als Retroposition bekannt ist, in größeren und dichten chromosomalen Regionen befinden. Die Retropositionsaktivität von Alu-Elementen wird sowohl durch interne und flankierende regulatorische Elemente als auch durch entfernte Gene bestimmt, die die Transkription oder Transkriptstabilität beeinflussen. Alu-Elemente beeinflussen die Organisation und Expression des menschlichen Genoms auf vielen Ebenen, einschließlich der Prozesse der Rekombination, Transkription und Translation. Zwölf Unterfamilien von Alu sind durch unterschiedliche Muster diagnostischer Basenersetzungen definiert. Unterfamilien können als jung, mittelschwer oder alt eingestuft werden, was die Zeit seit Beginn der Retroposition durch ihre Mitglieder widerspiegelt. Einige Insertionen der jüngsten Unterfamilien sind in der menschlichen Spezies noch nicht fixiert und repräsentieren polymorphe Loci. Alus sind aus verschiedenen Gründen hervorragende molekulare Marker. Sie helfen bei der Verfolgung des komplexen Musters der Duplikation und Umlagerungen, die während der Evolution des Primatengenoms auftraten. Im Gegensatz zu anderen Mutationen gehen Alu-Sequenzen nach der Retroposierung selten vollständig verloren, haben einen definierten Ahnenzustand und sind frei von Homoplasie, da unabhängige und identische Insertionen sehr unwahrscheinlich sind. Aufgrund dieser Eigenschaften sind Alus buchstäblich molekulare Fossilien. Polymorphe Alu-Loci sind besonders nützlich in Studien der genetischen Vielfalt des Menschen und in der Stammbaum- und forensischen Analyse.

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