CpG-островки

В GC богатых изохорах (isochores) локализовано большое количество СрG- островков - последовательностей от 500 до 2000 п.о., характеризующихся очень высоким содержанием гуанина и цитозина (G+С более 60%), представленных в виде кластеров неметилированных СрG-дуплетов и так называемых G/С-боксов - локусов, родственных сайту узнавания для одного из транскрипционных факторов Spl - (G)4С(G)4С [ Bird A.P., 1986; Lindsay S., Bird A.P., 1987; Aissani В., Bernardi G., 1991 ]. СрG-островки содержат много сайтов узнавания для чувствительной к метилированию эндонуклеазы HpaII, а также сайты для редкощепящих рестриктаз, узнающих неметилированные СрG-дуплеты. В частности, более 80% Nor 1-сайтов связано с СрG-богатыми островками.

Характерным свойством CpG-островков является их локализация вблизи структурных генов, преимущественно в их 5'-участках (регуляторные последовательности, промоторы, последовательности первого экзона) [ Baylin, ea 1998, Gardiner-Garden, ea 1987, Turker, ea 1999 ]. Анализ полностью расшифрованных к настоящему моменту нуклеотидных последовательностей хромосом 21 и 22 человека [ Hattori, ea 2000, Dunham, ea 1999 ] подтверждает это общее положение. Формальные признаки CpG-островков (присутствуют в промоторных зонах примерно 60% генов человека):

- размеры от 0,5 до 5 тыс. пар оснований (т.п.о.) (в среднем 1 т.п.о.);

- встречаемость примерно 1 на 100 т.п.о.;

- обычное (т.е. соответствующее расчетному 1:16) содержание динуклеотида CpG;

- С + G превышает 60%; отношение CpG/GpC не менее 0,6 [ Antequera, ea 1995 ].

За несколькими известными исключениями (см. выше) CpG-островки не метилированы во всех типах тканей независимо от экспрессии соответствующего гена. С этой точки зрения важен вопрос о пространственной соотнесенности структурных генов и CpG-островков. Примерные расчеты свидетельствуют о том, что свыше половины генов, составляющих функционирующий геном человека. содержат CpG-островки: они имеются, по-видимому, у всех генов, выполняющих базовые клеточные функции (генов домашнего хозяйства), и у примерно 40% генов, выполняющих специализированные функции (рис. 3). Значительная часть тканеспецифических генов не имеет в своих промоторах CpG- островков: вместо них могут присутствовать одиночные CpG-динуклеотиды.

Наибольшая плотность СрG-островков наблюдается в теломерных участках хромосом 1, 9, 15, 16, 17, 19, 20, 22 [ Antonarakis S.E., 1994 ]. Точные молекулярные методы регистрации СрG-островков показали, что их число в геноме человека приближается к 45 000 [ Antequera F., Bird A.P., 1993 ].