جزایر CpG در ژنوم: ساختار، نوع، عملکرد و ویژگی های تکاملی آنها

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج
2 دانشجوی پزشکی، دانشکده پزشگی، دانشگاه علوم پزشکی یاسوج
چکیده
در ژنوم پستانداران، محتوای دی نوکلئوتیدهای CpG به دلیل دآمیناسیون سیتوزین متیله کمتر بوده و این فرآیند که یک علامت سرکوب کننده است منجر به خاموشی طولانی مدت ژن می‌شود. با این حال، کاهش CG در تمام مناطق ژنومی رخ نمی‌دهد و ژنوم پستانداران دارای مناطقی بوده که تحت عنوان جزایر CpG (CGIs) شناخته می شوند. این جزایر، نسبت به کل ژنوم، از نظر محتوای GC غنی بوده و چگالی بالایی از دی نوکلئوتیدهای CpG دارا می باشند. معمولا CGIها حضور بالایی در پروموترها و اگزون‌های اول ژن‌ها دارند و از این رو به عنوان هاب تنظیم‌کننده بیان ژن و مکان‌های شروع رونویسی عمل می‌کنند. در واقع، اکثر CGIها در مکان‌های شروع رونویسی یافت شده و حدود 70 درصد از پروموتر ژن‌ها، از جمله تقریباً تمام ژن‌های خانه‌دار، و همچنین برخی از ژن‌های ویژه و تنظیم‌کننده بافتی حاوی جزایر CpG هستند. جزایر CpG معمولاً در اکثر ژن‌ها هایپومتیله باقی می‌مانند. با این حال، متیلاسیون CGI، به عنوان یک علامت اپی ژنتیکی وراثتی، می‌تواند در بافت‌های سوماتیکی رخ دهد که منجر به خاموش شدن ژن یا غیر فعال شده ناحیه متیله شده مانند غیرفعال کردن کروموزوم X و نقش پذیری ژنومی شود. علاوه بر این، تفاوت متیلاسیون DNA بین بافت‌ها نیز مشاهده می‌شود که بیانگر نقش مهم متیلاسیون در تنظیم بیان ژن در طول ایجاد انواع متفاوت سلول می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

CpG islands in the genome: their structure, type, function and evolutionary characteristics

نویسندگان English

mustafa muhaghegh dolatabady 1
elnaz muhaghegh dolatabady 2
1 animal science department, agriculture faculty, yasouj university
2 2Medical student, Faculty of Medicine, Yasuj University of Medical Sciences, Yasouj, Iran
چکیده English

The content of CpG dinucleotides is depleted in the mammalian genome due to deamination of methylated cytosine, and this process is a repressive signal that leads to long-term gene silencing. However, CG reduction does not occur in all genomic regions. It has been reported that the mammalian genome cantains regions of the DNA sequence, known as CpG islands (CGIs), with a high GC base composition and a high density of CpG dinucleotides relative to the bulk genome. The CpG islands usually remain hypometylated in the majority of annotated genes. CGIs have a high presence in the promoters and first exons of the gene, and therefore, act as hubs regulating gene expression and transcription start sites. In fact, most CGIs are found in transcription start sites and approximately 70% of annotated gene promoters, including almost all housekeeping genes, as well as some tissue-specific and regulatory genes. However, CGI methylation, as a heritable epigenetic mark, can occur in somatic tissues, leading to gene silencing such as an X-inactivation and genomic imprinting. In addition, differential methylation has been observed between tissues. It means DNA methylation play an important role in the regulation of gene expression during cell specifications. Based on genome annotations, almost half of identified CGIs, known as orphan CGI, are located either whithin genes (intragenic) or distal to genes (intergenic).

کلیدواژه‌ها English

gene expression
promoter
CpG islands
methylation
evolutionary feature
دوره 38، شماره 4
زمستان 1404
صفحه 363-373

  • تاریخ دریافت 30 دی 1402
  • تاریخ بازنگری 03 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 26 اردیبهشت 1403