Nullomer
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Ein Nullomer (Kofferwort aus ‚Null-Vorkommen‘ und Oligomer) ist eine kurze DNA-Sequenz, die nicht im Genom einer bestimmten Art vorkommt, obwohl sie theoretisch möglich wäre.[1] Die Funktion dieser „verbotenen“ Sequenzen ist noch unbekannt, möglicherweise sind sie toxisch oder dienen der Erkennung und Beseitigung von Pathogenen.[2]
Eigenschaften
Nullomere sind, bezogen auf die jeweilige Art, die kürzesten nicht-natürlich vorkommenden DNA-Sequenzen. Bei Bakterien sind manche DNA-Sequenzen toxisch, z. B. das Codon AGA, welches die Aminosäure Arginin codiert und in Bakterien fast nicht verwendet wird (sondern CGA).[3] Es gibt artspezifische Unterschiede in der Codonverwendung.[4] Weiterhin können manche GC-reiche Sequenzen als Sensor für oxidativen Stress dienen, da dort eine Oxidation zu einem Einzelstrangbruch und der Aktivierung der DNA-Reparatur führt.[5]
| Kein Vorkommen | CGCTCGACGTA, GTCCGAGCGTA, CGACGAACGGT, CCGATACGTCG |
|---|---|
| Einmaliges Vorkommen | TACGCGCGACA, CGCGACGCATA, TCGGTACGCTA, TCGCGACCGTA, CGATCGTGCGA, CGCGTATCGGT |
| Zweimaliges Vorkommen | CGTCGCTCGAA, TCGCGCGAATA, TCGACGCGATA, ATCGTCGACGA, CTACGCGTCGA, CGTATACGCGA, CGATTACGCGA, CGATTCGGCGA, CGACGTACCGT, CGACGAACGAG, CGCGTAATACG, CGCGCTATACG |
| Dreimaliges Vorkommen | CGCGCATAATA, CGACGGCAGTA, CGAATCGCGTA, CGGTCGTACGA, GCGCGTACCGA, CGCGTAATCGA, CGTCGTTCGAC, CCGTCGAACGC, ACGCGCGATAT, CGAACGGTCGT, CGCGTAACGCG, CCGAATACGCG, CATATCGCGCG |
| Art | 10bp | 11bp | 12bp | 13bp |
|---|---|---|---|---|
| Arabidopsis | 107 | 23646 | 1167012 | 20237388 |
| C Elegans | 2 | 7686 | 1152038 | 23339534 |
| Huhn | 2 | 590 | 131515 | 4722702 |
| Schimpanse | 0 | 136 | 45938 | 2426474 |
| Kuh | 0 | 96 | 45060 | 2432554 |
| Hund | 0 | 40 | 25217 | 1868964 |
| Fruchtfliege | 0 | 206 | 221616 | 12399300 |
| Mensch | 0 | 80 | 39852 | 2232448 |
| Maus | 0 | 178 | 54383 | 2625646 |
| Ratte | 0 | 50 | 30708 | 1933220 |
| Zebrafisch | 0 | 2 | 15561 | 2469558 |
Anwendungen
Nullomere werden in der forensischen DNA-Analyse als Marker und interner Standard eingesetzt, da keine Kreuzkontamination aus natürlicher DNA vorkommt.[7]