2) концевые последовательности интронов и экзонов
3) кодирующие последовательности генома, гены siРНК (малые интерферирующие) и mi (микро)РНК
4) некодирующие последовательности генома, контактирующие с матриксом и участвующие в пространственно структурной организации хроматина (+)
SAR/MAR (scaffold/matrix attachment regions) — это преимущественно некодирующие участки ДНК, способные связываться с белками ядерного матрикса или хромосомного скаффолда. За счёт этого они служат якорями для петель хроматина: линейно удалённые последовательности сближаются в трёхмерном пространстве, формируя функциональные домены и обеспечивая пространственную организацию хромосом.
Для SAR/MAR характерно обогащение участками, легко расплетающимися при локальном снижении стабильности двойной спирали, нередко с повышенным содержанием A и T, а также присутствие сайтов связывания ядерных структурных белков и топоизомеразы II. Эти последовательности могут участвовать в регуляции репликации, транскрипции и поддержании границ хроматиновых доменов, но сами по себе обычно не кодируют белки или зрелые РНК. Поэтому их следует отличать от теломер, экзонов, интронов и других специализированных элементов генома.
| Элемент генома | Основной признак | Функциональное значение | Отличие от SAR/MAR |
|---|---|---|---|
| SAR/MAR | Некодирующая ДНК, ассоциированная с ядерным матриксом или скаффолдом | Закрепление петель хроматина, организация доменов, координация репликации и транскрипции | Определяется прежде всего способностью к структурному взаимодействию с ядерными белками |
| Теломеры | Тандемные повторы на концах хромосом | Защита концов хромосом от деградации и слияния, поддержание стабильности при делении | Имеют строго концевую локализацию и повторяющуюся последовательность |
| Центромеры | Специализированные центромерные повторы и центромерный хроматин | Формирование кинетохора и правильное расхождение хромосом в митозе и мейозе | Связаны с участием в сегрегации хромосом, а не преимущественно с прикреплением петель к матриксу |
| Промоторы и энхансеры | Регуляторные участки, взаимодействующие с транскрипционными факторами | Инициация и усиление транскрипции генов | Их ключевой критерий — регуляция экспрессии, а не структурное закрепление хроматина |
| Экзоны | Участки генов, сохраняющиеся в зрелой мРНК | Кодирование белка либо формирование функциональной некодирующей РНК | Могут быть кодирующими и не относятся к специфическому классу матрикс-связывающих последовательностей |
| Интроны и сайты сплайсинга | Интроны удаляются при созревании РНК; сайты сплайсинга распознаются сплайсосомой | Регуляция и точное соединение экзонов при процессинге РНК | Определяются механизмами сплайсинга, а не контактом с ядерным матриксом |
| Инсуляторы и сайты CTCF | Некодирующие регуляторные элементы, ограничивающие взаимодействие энхансеров и промоторов | Формирование границ топологически ассоциированных доменов | Могут функционально пересекаться с якорями петель, но классифицируются по регуляторной активности и связыванию CTCF |
Идентификация SAR/MAR возможна с помощью методов выделения ДНК, связанной с ядерным матриксом, анализа чувствительности хроматина к нуклеазам и картирования участков контакта с белками скаффолда. Единой короткой консенсусной последовательности для всех SAR/MAR не существует, поэтому биоинформатическое предсказание требует функционального подтверждения. Нарушение организации таких участков может изменять экспрессию генов и стабильность генома. Именно структурно-организационная роль, а не кодирование продукта, является главным критерием данной категории последовательностей.