Nullomer
Ein Nullomer (Kofferwort aus ‚Null-Vorkommen‘ und Oligomer) ist eine kurze DNA-Sequenz, die nicht im Genom einer bestimmten Art vorkommt, obwohl sie theoretisch möglich wäre.[1] Die Funktion dieser „verbotenen“ Sequenzen ist noch unbekannt, möglicherweise sind sie toxisch oder dienen der Erkennung und Beseitigung von Pathogenen.[2]
Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Nullomere sind, bezogen auf die jeweilige Art, die kürzesten nicht-natürlich vorkommenden DNA-Sequenzen. Bei Bakterien sind manche DNA-Sequenzen toxisch, z. B. das Codon AGA, welches die Aminosäure Arginin codiert und in Bakterien fast nicht verwendet wird (sondern CGA).[3] Es gibt artspezifische Unterschiede in der Codonverwendung.[4] Weiterhin können manche GC-reiche Sequenzen als Sensor für oxidativen Stress dienen, da dort eine Oxidation zu einem Einzelstrangbruch und der Aktivierung der DNA-Reparatur führt.[5]
| Kein Vorkommen | CGCTCGACGTA, GTCCGAGCGTA, CGACGAACGGT, CCGATACGTCG |
|---|---|
| Einmaliges Vorkommen | TACGCGCGACA, CGCGACGCATA, TCGGTACGCTA, TCGCGACCGTA, CGATCGTGCGA, CGCGTATCGGT |
| Zweimaliges Vorkommen | CGTCGCTCGAA, TCGCGCGAATA, TCGACGCGATA, ATCGTCGACGA, CTACGCGTCGA, CGTATACGCGA, CGATTACGCGA, CGATTCGGCGA, CGACGTACCGT, CGACGAACGAG, CGCGTAATACG, CGCGCTATACG |
| Dreimaliges Vorkommen | CGCGCATAATA, CGACGGCAGTA, CGAATCGCGTA, CGGTCGTACGA, GCGCGTACCGA, CGCGTAATCGA, CGTCGTTCGAC, CCGTCGAACGC, ACGCGCGATAT, CGAACGGTCGT, CGCGTAACGCG, CCGAATACGCG, CATATCGCGCG |
| Art | 10bp | 11bp | 12bp | 13bp |
|---|---|---|---|---|
| Arabidopsis | 107 | 23646 | 1167012 | 20237388 |
| C Elegans | 2 | 7686 | 1152038 | 23339534 |
| Huhn | 2 | 590 | 131515 | 4722702 |
| Schimpanse | 0 | 136 | 45938 | 2426474 |
| Kuh | 0 | 96 | 45060 | 2432554 |
| Hund | 0 | 40 | 25217 | 1868964 |
| Fruchtfliege | 0 | 206 | 221616 | 12399300 |
| Mensch | 0 | 80 | 39852 | 2232448 |
| Maus | 0 | 178 | 54383 | 2625646 |
| Ratte | 0 | 50 | 30708 | 1933220 |
| Zebrafisch | 0 | 2 | 15561 | 2469558 |
Anwendungen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Nullomere werden in der forensischen DNA-Analyse als Marker und interner Standard eingesetzt, da keine Kreuzkontamination aus natürlicher DNA vorkommt.[7]
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ C. Acquisti, G. Poste, D. Curtiss, S. Kumar: Nullomers: really a matter of natural selection? In: PloS one. Band 2, Nummer 10, 2007, S. e1022, ISSN 1932-6203. doi:10.1371/journal.pone.0001022. PMID 17925870. PMC 1995752 (freier Volltext).
- ↑ A. Alileche, J. Goswami, W. Bourland, M. Davis, G. Hampikian: Nullomer derived anticancer peptides (NulloPs): differential lethal effects on normal and cancer cells in vitro. In: Peptides. Band 38, Nummer 2, Dezember 2012, S. 302–311, ISSN 1873-5169. doi:10.1016/j.peptides.2012.09.015. PMID 23000474.
- ↑ L. R. Cruz-Vera, M. A. Magos-Castro, E. Zamora-Romo, G. Guarneros: Ribosome stalling and peptidyl-tRNA drop-off during translational delay at AGA codons. In: Nucleic acids research. Band 32, Nummer 15, 2004, S. 4462–4468, ISSN 1362-4962. doi:10.1093/nar/gkh784. PMID 15317870. PMC 516057 (freier Volltext).
- ↑ M. dos Reis, R. Savva, L. Wernisch: Solving the riddle of codon usage preferences: a test for translational selection. In: Nucleic acids research. Band 32, Nummer 17, 2004, S. 5036–5044, ISSN 1362-4962. doi:10.1093/nar/gkh834. PMID 15448185. PMC 521650 (freier Volltext).
- ↑ Keith A. Friedman, Adam Heller: On the Non-Uniform Distribution of Guanine in Introns of Human Genes: Possible Protection of Exons against Oxidation by Proximal Intron Poly-G Sequences. In: The Journal of Physical Chemistry B. 105, 2001, S. 11859–11865, doi:10.1021/jp012043n.
- ↑ a b G. Hampikian, T. Andersen: Absent sequences: nullomers and primes. In: Pacific Symposium on Biocomputing. Pacific Symposium on Biocomputing. 2007, S. 355–366, ISSN 2335-6936. PMID 17990505.
- ↑ J. Goswami, M. C. Davis, T. Andersen, A. Alileche, G. Hampikian: Safeguarding forensic DNA reference samples with nullomer barcodes. In: Journal of forensic and legal medicine. Band 20, Nummer 5, Juli 2013, S. 513–519, ISSN 1878-7487. doi:10.1016/j.jflm.2013.02.003. PMID 23756524.