2) блоков низкокопийных повторов
3) микросателлитных последовательностей
4) альфа-сателлитных последовательностей
Уникальные последовательности ДНК представлены участками, встречающимися в геноме в единственной или ограниченном числе копий и не образующими протяжённых тандемных повторов. К ним относятся многие структурные гены, кодирующие белки, а также отдельные некодирующие и регуляторные области. Структурный ген содержит информацию о первичной структуре полипептида либо функциональной РНК; его экспрессия обеспечивает синтез конкретного генетического продукта.
Блоки низкокопийных повторов, микросателлиты и альфа-сателлитные последовательности относятся к повторяющейся ДНК. Низкокопийные повторы представляют собой крупные сходные сегменты, обычно расположенные в нескольких участках генома; микросателлиты состоят из коротких тандемно повторяющихся мотивов, а альфа-сателлиты формируют массивы повторов в центромерных областях хромосом. Поэтому именно структурные гены соответствуют понятию уникальных последовательностей в данной классификации.
| Тип последовательности | Организация в геноме | Основная функция или значение | Диагностические особенности |
|---|---|---|---|
| Уникальные последовательности | Одна копия или очень ограниченное число копий | Кодирование белков, функциональных РНК и регуляция экспрессии генов | Подходят для специфического выявления точечных вариантов и небольших инделов методом секвенирования |
| Структурные гены | Преимущественно уникальные участки; отдельные гены могут входить в семейства | Определяют аминокислотную последовательность белка или структуру функциональной РНК | Патогенные варианты лежат в основе моногенных заболеваний и могут нарушать синтез или функцию белка |
| Блоки низкокопийных повторов | Крупные высокогомологичные сегменты, присутствующие в нескольких локусах | Участвуют в организации генома и рекомбинационных процессах | Предрасполагают к неаллельной гомологичной рекомбинации, вызывающей делеции, дупликации и инверсии |
| Микросателлитные последовательности | Тандемные повторы коротких мотивов длиной обычно 1–6 нуклеотидов | Формируют полиморфные участки генома, не являясь самостоятельными структурными генами | Используются для анализа сцепления и выявления нестабильности повторов; возможна экспансия при наследственных болезнях |
| Альфа-сателлитные последовательности | Массивы тандемных повторов в центромерах хромосом | Участвуют в формировании кинетохора и правильном расхождении хромосом | Применяются в FISH-исследованиях с центромерными зондами для идентификации хромосом |
| Повторяющаяся ДНК в целом | Многократное присутствие одинаковых или сходных последовательностей | Обеспечивает структурную организацию хроматина и генома | Может осложнять выравнивание прочтений при секвенировании и требовать специализированных методов анализа |
Разграничение уникальных и повторяющихся последовательностей важно при выборе метода молекулярно-генетической диагностики. Уникальные экзонные участки исследуют при поиске патогенных вариантов в генах, тогда как повторные последовательности чаще анализируют при оценке числа копий, микросателлитной нестабильности или хромосомной организации. Гомологичные низкокопийные повторы являются частым субстратом структурных перестроек вследствие ошибочной рекомбинации. Таким образом, структурные гены относятся к функционально значимой части уникальной ДНК, а перечисленные сателлитные и низкокопийные элементы — к повторяющимся компонентам генома.