Сателли́тная ДНК () — характерный компонент эукариотического генома, состоящий из тандемно организованных повторов нуклеотидных последовательностей. Сателлитная ДНК не кодирует белки и локализована в конститутивном гетерохроматине хромосом. Сателлитная ДНК характерна для теломерных и центромерных областей хромосом.

Изначально термином «сателлитная ДНК» обозначали ту часть эукариотического генома, которая отделялась при градиентном ультрацентрифугировании и, следовательно, по плотности и по содержанию пар АТ/ГЦ должна была отличаться от основной массы ДНК. Этот термин является техническим обозначением физико-химических свойств означенных фракций, а не отражением их биологических свойств. В дальнейшем выяснилось, что гены рибосомной РНК, митохондриальные и хлоропластные ДНК могут образовывать отдельные сателлитоподобные пики в градиенте. С другой стороны, «истинные» сателлиты с ГЦ-составом, идентичным с основной ДНК, невозможно отделить от основной массы ДНК, и они обнаруживаются как «скрытые» сателлиты.

Следует четко разграничить термины «сателлитная ДНК» и минисателлитные и микросателлитные ДНК. Основное различие между ними заключается, во-первых, в том, что мини- и микросателлиты, в отличие от сателлитной ДНК, обнаруживаются в эухроматине, а во-вторых, число копий повторов в мини- и микросателлитах намного меньше по сравнению с сателлитной ДНК. Общим для всех трёх компонентов является наличие тандемно расположенных повторов, а префиксы «мини-» и «микро-» отражают различия в длине повторяющихся единиц. Длина повторяющейся единицы минисателлитных ДНК составляет 10—100пар нуклеотидов, а микросателлитных — менее . Длина повторяющегося мотива сателлитной ДНК не имеет каких-либо ограничений. Она варьирует от2 до нескольких сотен пар.

Сателлитную ДНК не следует путать с сателлитными (спутничными) районами акроцентрических хромосом. Использование одного и того же термина является неудачным совпадением, сложившимся исторически.

История открытия и изучения Открытие сателлитной ДНК связано с разработкой метода ультрацентрифугирования в градиенте плотности. В конце 1950-х — начале 1960-х этот метод был основным для фракционирования и характеристики тотальной ДНК. Первые опыты по центрифугированию ДНК в градиенте плотности хлорида цезия, проведённые на ДНК из тимуса теленка, показали гетерогенность её состава. Сам термин «сателлитная ДНК» был введён в 1961 году Солом Китом в результате опытов по центрифугированию ДНК макаки-резуса, аллигатора, морской свинки и домовой мыши. В ходе этих опытов было найдено, что кроме основного пика в распределении плотности есть минорный «сателлитный» пик. Однако природа этого типа ДНК оставалась неизвестной. Первые предположения о природе сателлитной ДНК были сделаны годом позже. Schildkraut с коллегами предположили, что минорный пик в распределении плотности ДНК может быть обусловлен наличием симботических организмов либо присутствием ДНК, обогащённых «неклассическими» нуклеотидными основаниями, например, 5-метилитозином.

Первым исследованным вопросом о природе сателлитной ДНК стал вопрос внутриклеточной локализации. Результаты опытов по сравнению профилей плавучей плотности ядерной ДНК и ДНК хлоропластов листьев , а также ядерной ДНК и митохондриальной ДНК Luck, D. J., & Reich, E. (1964). DNA in mitochondria of . Proceedings of the National Academy of Sciences, 52(4), 931—938., дрожжейTewari, K. K., Jayaraman, J., & Mahler, H. R. (1965). Separation and characterization of mitochondrial DNA from yeast. Biochemical and biophysical research communications, 21(2), 141—148., животныхRabinowitz, M., Sinclair, J., DeSalle, L., Haselkorn, R., & Swift, H. H. (1965). Isolation of deoxyribonucleic acid from mitochondria of chick embryo heart and liver. Proceedings of the National Academy of Sciences, 53(5), 1126—1133. показали, что плавучая плотность ДНК органелл выше, чем ядерной ДНК, что привело к выводу о том, что минорный пик «сателлитной ДНК» относится к ДНК органелл. Но работы двух следующих годов способствовали изменению этих взглядов. Была найдена гетерогенность профиля плавучей плотности непосредственно ядерной ДНКBorst, P., & Ruttenberg, G. J. C. M. (1966). Renaturation of mitochondrial DNA.Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Nucleic Acids and Protein Synthesis,114(3), 645—647.Corneo G, Moore C, Sanadi DR, Grossman L, Marmur J (1966) Mitochondrial DNA in yeast and some mammalian species. Science, 151, 687—689, а также что значительная (несколько десятков процентов) ядерной ДНК относится к «сателлитному» пику плавучей плотностиBeridze, T. G., Odintsova, M. S., & Sissakyan, N. M. (1967). Distribution of DNA components of bean leaves in the fractions of cell structures. Mol Biol (Mosc), 1, 142—153.. Дальнейшие опыты по центрифугированию с использованием градиентов сульфата цезия, ионов тяжелых металлов, антибиотиков позволили найти «скрытые» сателлиты, то есть показать, что сателлитная ДНК не является гомогенной и состоит из разных последовательностейCorneo, G., Ginelli, E., & Polli, E. (1971). Renaturation properties and localization in heterochromatin of human satellite DNA’s. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Nucleic Acids and Protein Synthesis, 247(4), 528—534..

Типы сателлитной ДНК Сателлитная ДНК состоит из множественных тандемных повторов одной и той же последовательности, длина которой варьирует от одной нуклеотидной пары до нескольких тысяч пар нуклеотидов.

+ Некоторые типы сателлитной ДНК, обнаруженные у человека Тип Размер повторяющегося фрагмента (п.н.) Местонахождение α 171 Все хромосомы β 68 Центромеры хромосом 1, 9, 13, 14, 15, 21, 22 и Y Сателлит 1 25—48 Центромеры и другие области гетерохроматина большинства хромосом Сателлит 2 5 Большинство хромосом Сателлит 3 5 Большинство хромосом

Примечания

Литература

Ссылки

Категория:ДНК