Химера (молекулярная биология)
Единая последовательность нуклеиновой кислоты, созданная из фрагментов, которые обычно разделены

В молекулярной биологии и, что еще важнее, в высокопроизводительном секвенировании ДНК химера — это отдельная последовательность ДНК, возникающая при соединении нескольких транскриптов или последовательностей ДНК. Химеры можно считать артефактами и отфильтровывать из данных во время обработки [1], чтобы предотвратить ложные выводы о биологической изменчивости. [2] Однако химеры не следует путать с химерными прочтениями , которые обычно используются структурными вариациями для обнаружения событий структурной изменчивости [3] и не всегда являются признаком наличия химерного транскрипта или гена.

В другом контексте преднамеренное создание искусственных химер также может быть полезным инструментом в молекулярной биологии. Например, в белковой инженерии «химерагенез» (образование химер между белками, которые кодируются гомологичными кДНК ) [4] является одним из «двух основных методов, используемых для манипулирования последовательностями кДНК». [4] Для слияний генов, которые происходят посредством естественных процессов, см. химерные гены и гены слияния .

Описание

Транскрипт химеры

Химера может возникнуть как одна последовательность кДНК, происходящая из двух транскриптов . Обычно она считается загрязняющей примесью в базах данных транскриптов и экспрессированных последовательностей (что приводит к прозвищу химера EST ). [5] По оценкам, приблизительно 1% всех транскриптов в базе данных Unigene Национального центра биотехнологической информации содержат «химерную последовательность». [6]

ПЦР химера

Химера также может быть артефактом ПЦР- амплификации. Это происходит, когда расширение ампликона прерывается , и прерываемый продукт функционирует как праймер в следующем цикле ПЦР. Прерванный продукт отжигается на неправильной матрице и продолжает расширяться, тем самым синтезируя одну последовательность, полученную из двух разных матриц. [7]

Химеры ПЦР являются важным вопросом, который следует учитывать при метабаркодировании , где последовательности ДНК из образцов окружающей среды используются для определения биоразнообразия. Химера — это новая последовательность, которая, скорее всего, не будет соответствовать ни одному известному организму. Следовательно, ее можно интерпретировать как новый вид, тем самым преувеличивая разнообразие.

Химеры ПЦР также встречаются в секвенировании ДНК. В этом случае наиболее распространенным механизмом образования химер является то, что неполное расширение во время ПЦР приводит к образованию частичных цепей последовательности, которые могут действовать как праймеры в последующих циклах ПЦР на похожих, но не идентичных последовательностях. Расширение таких гибридных событий праймирования приводит к образованию химерных последовательностей. [1]

Для обнаружения и удаления химер были разработаны некоторые вычислительные методы, такие как:

  • CHECK_CHIMERA проекта рибосомальной базы данных [8]
  • ChimeraSlayer в QIIME [9] [7]
  • uchime в usesearch [10]
  • removeBimeraDenovo() в dada2 [11]
  • Беллерофонт [12]
  • CATCh [13]
  • РАСШИФРОВАТЬ [14]

Химерическое чтение

Чтение — это последовательность нуклеиновых кислот, определяемая с помощью высокопроизводительного секвенирования ДНК или РНК, соответствующая фрагменту ДНК или РНК. Химерное чтение или разделенное чтение означает, что несколько подсекций этого чтения выравниваются по разным позициям в референсном геноме . [15] Они не всегда являются признаком присутствия химеры ПЦР и часто используются для обнаружения структурных вариаций . [3]

Примеры

  • «Первый транскрипт мРНК, выделенный для...» человеческого гена C2orf3 «...был частью искусственной химеры...»
  • Считалось, что CYP2C17 является человеческим геном, но «...теперь считается артефактом, основанным на химере CYP2C18 и CYP2C19». [16]
  • В ходе исследований Онкостатина М исследователи создали химерные рецепторы .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "Химеры". www.drive5.com . Получено 2022-10-27 .
  2. ^ Эдгар, Роберт С. (2016-09-12). "UCHIME2: улучшенное предсказание химеры для секвенирования ампликона". BioRXiv . Лаборатория Колд-Спринг-Харбор: 074252. doi :10.1101/074252. S2CID  88955007.
  3. ^ аб Косуги, Шуничи; Момодзава, Юкихидэ; Лю, Сяоси; Терао, Чикаши; Кубо, Мичиаки; Каматани, Ёитиро (декабрь 2019 г.). «Комплексная оценка алгоритмов обнаружения структурных вариаций для полногеномного секвенирования». Геномная биология . 20 (1): 117. дои : 10.1186/s13059-019-1720-5 . ISSN  1474-760X. ПМК 6547561 . ПМИД  31159850. 
  4. ^ ab Lajtha A, Reith ME (2007). Справочник по нейрохимии и молекулярной нейробиологии. Нейронные мембраны и транспорт . Бостон, Массачусетс: Springer Science+Business Media, LLC. стр. 485. ISBN 978-0-387-30347-5.стр. 424
  5. ^ Unneberg P, Claverie JM (февраль 2007 г.). Hoheisel J (ред.). "Предварительное картирование транскрипционно-индуцированного межхромосомного взаимодействия с использованием химерных данных EST и мРНК". PLOS ONE . ​​2 (2): e254. Bibcode :2007PLoSO...2..254U. doi : 10.1371/journal.pone.0000254 . PMC 1804257 . PMID  17330142.  Значок открытого доступа
  6. ^ Nelson C. "EST Assembly for the Creation of Oligonucleotide Probe Targets" (PDF) . Agilent Technologies . Архивировано из оригинального (PDF) 23 февраля 2012 г. . Получено 12 мая 2009 г. .
  7. ^ ab Haas BJ, Gevers D, Earl AM, Feldgarden M, Ward DV, Giannoukos G, et al. (март 2011 г.). «Формирование и обнаружение химерной последовательности 16S рРНК в ампликонах ПЦР, подвергнутых пиросеквенированию по Сэнгеру и 454». Genome Research . 21 (3): 494–504. doi :10.1101/gr.112730.110. PMC 3044863 . PMID  21212162. 
  8. ^ Maidak BL, Olsen GJ, Larsen N, Overbeek R, McCaughey MJ, Woese CR (январь 1996 г.). «Проект рибосомальной базы данных (RDP)». Nucleic Acids Research . 24 (1): 82–85. doi :10.1093/nar/24.1.82. PMC 145599. PMID  8594608 . 
  9. ^ "Chimera checking sequences with QIIME". Количественные данные о микробной экологии (QIIME) . Получено 10.01.2019 .
  10. ^ Эдгар Р. «Алгоритм UCHIME». Drive5.com . Проверено 10 января 2019 г.
  11. ^ "removeBimeraDenovo function". Документация R . www.rdocumentation.org . Получено 2019-01-10 .
  12. ^ Huber T, Faulkner G, Hugenholtz P (сентябрь 2004 г.). «Bellerophon: программа для обнаружения химерных последовательностей в множественных выравниваниях последовательностей». Биоинформатика . 20 (14): 2317–2319. doi : 10.1093/bioinformatics/bth226 . PMID  15073015.
  13. ^ Mysara M, Saeys Y, Leys N, Raes J, Monsieurs P (март 2015 г.). Wommack KE (ред.). "CATCh, ансамблевый классификатор для обнаружения химер в исследованиях по секвенированию 16S рРНК". Applied and Environmental Microbiology . 81 (5): 1573–1584. Bibcode :2015ApEnM..81.1573M. doi :10.1128/AEM.02896-14. PMC 4325141 . PMID  25527546. 
  14. ^ Wright ES, Yilmaz LS, Noguera DR (февраль 2012 г.). «DECIPHER, подход на основе поиска к идентификации химер для последовательностей 16S рРНК». Applied and Environmental Microbiology . 78 (3): 717–725. Bibcode :2012ApEnM..78..717W. doi :10.1128/AEM.06516-11. PMC 3264099 . PMID  22101057. 
  15. ^ "Спецификации формата SAM" (PDF) . Получено 2023-05-31 .
  16. ^ "Entrez Gene: CYP2C18 цитохром P450, семейство 2, подсемейство C, полипептид 18". Национальный центр биотехнологической информации . Получено 12 мая 2009 г.
Значок заглушки

Эта статья по генетике — заглушка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Химера_(молекулярная_биология)&oldid=1188161671"