Minisatelit (biyoloji)

Bir minisatelit, DNA içinde tekrar eden 10-60 bazlık bir dizidir. Bunlar insan genomunda binden çok konumda bulunur. Bazı minisatelitlerde DNA ipliklerinden biri pürin (adenin (A) ve guanin (G)) öbürü pirimidin (sitozin (C)ve timin (T))ağırlıklı olur, bazıları ise “GGGCAGGANG” bazlarından (N herhangi bir baz olabilir) oluşan bir merkez (veya "çekirdek") dizi içerirler. Bu dizinin kromozomlar arasında dizi takasına yol açtığı öne sürülmüştür. Başka bir görüşe göre ise, minisatelitlerde kopya sayısı varyasyonunun nedeni, yakınında bir çift iplik DNA kırılma noktasının bulunmasıdır. DNA ikileşmesi sırasındaki sorunlar, örneğin DNA ipliklerinden birinin öbürüne göre kayması sonucu hatalar olmakta ve minisatelitin tekrarlayan dizi sayısında bir değişiklik meydana gelmektedir. En çok değişkenlik gösteren lokus CEB1 (D2S90)'dir.^[1]

Yapı

"Minisatelitler" tekrar eden, genelde GC-zengini, değişken sayılı tekrarlayan dizilerdir, uzunlukları 10 ila 100 baz çiftidir. Bu değişken tekrarlı diziler birbirileri arasında girerek karışabilirler.

Uygulama

İnsan minisatelitleri ilk defa tesadüfen 1980'de A.R. Wyman ve R. White tarafından keşfedilmiştir.^[2] Alec Jeffreys bunlardaki aşırı çeşitliliğin DNA parmakizlemesi için mükemmel bir özellik olduğunu fark edince^[3] bu dizilerdeki instabilitenin nedeni yoğun bir araştırma konusu olmuştur. DNA parmakizlemesinin yanı sıra, minisatelitler yaygın olarak bağlantı analizi ve popülasyon genetiği için genetik belirteç olarak da kullanılırlar.

Minisatelitkler ayrıca gen ifadesine (yani transkripsiyon, alternatif uçbirleştirme veya imprint kontroluna) etki ederler, protein kodlayıcı diziler içinde yer alan bazı minisatelitler ise protein yapısına etki edebilir.

Patoloji

Minisatelitler kromozomların kırılgan konumları ile ilişkilendirilmiştir ve bazı translokasyon noktalarına bitişik oldukları bulunmuştur.

Bazı insan minisatelitlerin aşırı derecede değişime uğrayabildiği gösterilmiştir. Germ hücrelerinde bu minisatelitlerin ortalama mutasyon oranının %0,5 ila 20'dir, bunlar insan genomunda bilinen en kararsız bölgelerdir. Fare, sıçan ve domuz genomlarında da minisatelit benzeri diziler olmakla beraber bunların hiçbiri insanda olabildiği kadar aşırı değişim göstermemektedir. Bu aşırı değişken minisatelitlerin hepsinin dahilî varyantları olduğu için, bunlarda meydan gelen değişimin yakından izlenmesi mümkündür. PCR ile minisatelit varyant haritalaması ile bu minisatelitlerin birbiri içinde yayılmaları ayrıntılı şekilde haritalanmış, böylece alellerin mutasyondan önceki ve sonraki yapıları belirlenebilmiştir.

Somatik ve germ hücrelerinde farklı mutasyon süreçlerinin olduğu çalışmalarda ortaya çıkmıştır. Kan DNA'sında tespit edilen somatik kararsızlık, spermde görülenden 2-3 mertebe (100-1000 kat) daha basit ve enderdir, mekanizma olarak alel-içi dönüşüm olayları şeklindedir. Buna karşın, germ hücrelerinde karmaşık aleller-arası dönüşüm olayları olmaktadır.^[4]

İnsan minisatelitlerinin iki yanındaki DNA dizilerinin analizi sonucu görülmüştür ki, monosatelit dizilimlerinin kararsız (değişime eğilimli) tarafında, mayoz bölünme sırasında sıklıkla krosover olan bir konum (krosover hotspot) bulunmaktadır. Dolayısıyla, tekrarlı elemanların dönüşümü, tekrarlı dizilimin böğüründeki (bitişiğindeki) DNA'nın rekombinasyon aktivitesi tarafından kontrol edilmekte, bu süreç mutasyonun hangi tarafta meydana geleceğini (polaritesini) de belirlemektedir. Bu bulgulardan çıkan sonuç, minisatelitlerin insan genomundaki rekombinasyon hotspotlarının bir yan ürünü olduklarıdır.

Evrimsel boyutlar

Minisatelitlerin alel büyüklüklerinin zaman içinde bir denge dağılımına ulaştığı bulunmuştur. Minisatelitin yanındaki mutasyonlar DNA instabilitesini bastırarak onun rekombinasyon aktivitesini etkilemektedir. Bu süreç içinde, minisatelitin mayoz etkisiyle aşırı değişimi nihayet sona erer.

Tipler

Hiperdeğişken minisatelitler

Bunların 9-24 baz uzunluğunda çekirdek birimleri olur ve başlıca sentromerlerde bulunurlar.

Telomerik minisatelitler

Bunların 6 baz çiftlik çekirdek birimleri vardır ve telomerlerde binlerce tekrar eden birimlerden oluşurlar.

Konumları

İnsanlarda minisatelitlerin %90'ı kromozmların telomer-altı bölgelerinde bulunur. Telomerin kendisi de bir bitişik tekrarlı dizidir: TTAGGG TTAGGG TTAGGG ...

Ayrıca bakınız

Kaynakça

^ Buard J, Vergnaud G (Temmuz 1994). "Complex recombination events at the hypermutable minisatellite CEB1 (D2S90)". EMBO J. 13 (13). ss. 3203-10. PMC 395212 $2. PMID 8039512.
^ Wyman AR, White R (Kasım 1980). "A highly polymorphic locus in human DNA". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 77 (11). ss. 6754-8. doi:10.1073/pnas.77.11.6754. PMC 350367 $2. PMID 6935681.
^ Jeffreys AJ (Ekim 2005). "Genetic fingerprinting". Nat. Med. 11 (10). ss. 1035-9. doi:10.1038/nm1005-1035. PMID 16211029.
^ Vergnaud G, Denoeud F (Temmuz 2000). "Minisatellites: mutability and genome architecture". Genome Res. 10 (7). ss. 899-907. doi:10.1101/gr.10.7.899. PMID 10899139.

[1] Buard J, Vergnaud G (Temmuz 1994). "Complex recombination events at the hypermutable minisatellite CEB1 (D2S90)". EMBO J. 13 (13). ss. 3203-10. PMC 395212 $2. PMID 8039512.

[2] Wyman AR, White R (Kasım 1980). "A highly polymorphic locus in human DNA". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 77 (11). ss. 6754-8. doi:10.1073/pnas.77.11.6754. PMC 350367 $2. PMID 6935681.

[3] Jeffreys AJ (Ekim 2005). "Genetic fingerprinting". Nat. Med. 11 (10). ss. 1035-9. doi:10.1038/nm1005-1035. PMID 16211029.

[4] Vergnaud G, Denoeud F (Temmuz 2000). "Minisatellites: mutability and genome architecture". Genome Res. 10 (7). ss. 899-907. doi:10.1101/gr.10.7.899. PMID 10899139.

[1]

[2]

[3]

[4]