保存配列

保存された配列とは、DNAに存在する類似または同一の配列であり、RNAタンパク質炭水化物にも原因となる配列である。

これらの配列は種を超えて存在する。これは、種分化してもその配列が進化の過程で維持されていることを示している。ある保存された配列は、系統樹の上の方にあるほど保存度が高い。通常、配列情報は遺伝子によって親から子へと伝達されるので、保存された配列は、保存された遺伝子があることを意味する

配列の保存は、高度に保存された領域での突然変異により、生命を維持できない形態、つまり自然選択によって淘汰される形態になった場合に起こる。つまり、遺伝子の産物は生命にとって不可欠なものであり、その機能は配列に対するほとんどすべての変化(変異)によって破壊されてしまうのである。

様々なGタンパク質共役型受容体間で保存されている残基は、緑色でハイライトされている。Zoom
様々なGタンパク質共役型受容体間で保存されている残基は、緑色でハイライトされている。

保存された核酸配列

基本的な理論は、高度に保存されたDNA配列には機能的価値があるはずだというものだが、高度に保存された非コードDNA配列の多くがどのような役割を果たすのかはわかっていない。最近のある研究では、マウスの4つの高度に保存された非コードDNA配列を除去したところ、表現型に大きな違いのない生存可能なマウスが得られたという。つまり、ここには明らかに解明されていないことがあるのです。

高度に保存されたDNA配列を含むDNAの多くの領域は、繰り返し配列要素で構成されている。一連の繰り返し配列のうち1つだけを取り除き、その繰り返しが必要ないものであれば、マウスに違いは見られない。この論文では、除去された配列が繰り返し配列であるかどうかは報告されていない。

タンパク質の保存された配列と構造

高度に保存されたタンパク質は、細胞が機能したり分裂したりするためにしばしば必要とされる。タンパク質の配列の保存は、タンパク質の類似部分に同一のアミノ酸残基が存在することで示されます。タンパク質の構造の保存は、タンパク質の類似した部分の間に、必ずしも同一ではないが、機能的に同等のアミノ酸残基や構造が存在することによって示される。

以下は、2つのヒトジンクフィンガータンパク質のアミノ酸配列のアラインメントです。保存されているアミノ酸配列は、3行目に∗{\\mathrm {*}}の文字列で示されています。保存されているアミノ酸配列は、配列表の3行目{\mathrm {*}}に***で示されている。このアラインメントからわかるように、この2つのタンパク質は多くの保存されたアミノ酸配列(2つの配列の間に並んだ同じ文字で表されている)を含んでいる。

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比較ゲノミクス

多遺伝子ファミリーの進化と機能を研究する研究分野を比較ゲノミクスと呼ぶ。

質問と回答

Q:保存配列とは何ですか?


A: 保存配列とは、DNAに出現する類似または同一の配列で、RNA、タンパク質、炭水化物の配列を引き起こすものです。これらの配列は種を越えて存在し、種分化にもかかわらず進化の過程で維持されてきたことが示唆されています。

Q: 保存配列が系統樹のさらに上位に存在する場合、どのような意味があるのでしょうか?


A: 保存された配列が系統樹の上の方にある場合、その配列はより高度に保存されていることになります。つまり、より長い期間、ほとんど変化しないままであることを意味します。

Q: 保存された配列は、その遺伝子の何を意味するのでしょうか?


A: 保存された配列は、保存された遺伝子が存在することを意味します。なぜなら、配列情報は通常、遺伝子によって親から子へと伝達されるからです。

Q: 配列の保存はどのようなときに起こるのですか?


A: 保存配列の保存は、高度に保存された領域で突然変異が起こり、生存不可能な生命体になるときに起こります。つまり、遺伝子の産物は生命にとって不可欠であり、その機能は配列のほとんどすべての変化(変異)によって破壊される。

Q: 保存配列はなぜ重要なのですか?


A: 保存配列が重要なのは、生物間の進化的な関係を示す証拠となるからです。また、保存配列に関わる遺伝子が生命維持に不可欠であることを示唆しています。

Q: 保存配列はどのようにして世代間で伝達されるのですか?


A: 保存配列は、通常、遺伝子によって世代から世代へと伝達されます。つまり、DNAを通じて親から子へと受け継がれるのです。

Q: 保存配列の変異は、すべて生命を維持できなくなるのですか?


A: はい、遺伝子の産物は生命にとって不可欠であり、配列のほとんどすべての変化によってその機能が破壊されるため、高度に保存された領域におけるほとんどすべての変異は、生存不可能な生命体をもたらすのです。

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