Новий структурний клас 5S рДНК Rosa wichurana Crep.

Abstract

Дiлянки геному, що кодують 5S рРНК (5S рДНК), присутнi у всiх еукарiотичних органiзмiв i являють собою привабливу модель для дослiдження механiзмiв молекулярної еволюцiї тандемно органiзованих повторюваних послiдовностей у рiзних таксономiчних групах. З метою з’ясування особливостей молекулярної еволюцiї 5S рДНК у родi Rosa кiлька повторюваних одиниць рДНК диплоїдного виду R. wichurana (секцiя Synstylae) було клоновано, сиквеновано та порiвняно з рДНК iнших диплоїдiв: R. nitida (секцiя Carolinae), R. rugosa (секцiя Cinnamomeae), R. sericea (секцiя Pimpinellifoliae). Показано, що в геномi R. wichurana наявний лише один варiант 5S рДНК, який мiстить iнтактнi елементи промотору в мiжгенному спейсерi (МГС) та, iмовiрно, є транскрипцiйно активним. Неочiкувано низький рiвень подiбностi (вiд 52,8 до 57,6%) мiж послiдовностями МГС R. wichurana та трьох iнших диплоїдних видiв свiдчить про те, що для представникiв секцiї Synstylae є характерним новий структурний варiант 5S рДНК i вказує на прискорений темп молекулярної еволюцiї рДНК у цiй секцiї.

Участки генома, кодирующие 5S рРНК (5S рДНК), присутствуют во всех эукариотических организмах и представляют собой интересную модель для исследования механизмов молекулярной эволюции тандемно организованных повторяющихся последовательностей в различных таксономических группах. С целью уточнения особенностей молекулярной эволюции 5S рДНК в роде Rosa несколько повторяющихся единиц рДНК диплоидного вида R. wichurana (секция Synstylae) были клонированы, сиквенированны и сопоставлены с рДНК других диплоидов: R. nitida (секция Carolinae), R. rugosa (секция Cinnamomeae) и R. sericea (секция Pimpinellifoliae). Показано, что в геноме R. wichurana присутствует только один вариант 5S рДНК, который содержит интактные элементы промотора в межгенном спейсере (МГС) и, вероятно, является транскрипционно активным. Неожиданно низкий уровень сходства (от 52,8 до 57,6%) между последовательностями МГС R. wichurana и трех других диплоидных видов свидетельствует о том, что для представителей секции Synstylae характерен новый структурный вариант 5S рДНК, и указывает на ускоренный темп молекулярной эволюции рДНК в этой секции.

Genomic region encoding 5S rRNA (5S rDNA) is present in all eukaryotic organisms and represents an attractive model for investigating the mechanisms of molecular evolution of tandem arranged repeated sequences in various taxonomic groups. In order to clarify the molecular evolution of 5S rDNA in genus Rosa, several rDNA repeated units of diploid species R. wichurana (sect. Synstylae) were cloned, sequenced, and compared with rDNA sequences of other diploids: R. nitida (sect. Carolinae), R. rugosa (sect. Cinnamomeae), and R. sericea (sect. Pimpinellifoliae). It has been revealed that only one variant of 5S rDNA, which contains intact promoter elements in the intergenic spacer region (IGS) and appears to be transcriptionally active is present in the genome R. wichurana. A level of sequence similarity (from 52.8 to 57.6%) between the IGS of R. wichurana and three other diploid species is unusually low, demonstrating that a novel structural variant of 5S rDNA is characteristic of representatives of sect. Synstylae and suggesting the accelerated rate of rDNA molecular evolution in the section.