Inverted Repeat

Ein inverted Repeat (‚umgekehrte Wiederholung‘) ist eine Nukleotidsequenz in einer doppelsträngigen Nukleinsäure, die sich auf dem anderen Strang in umgekehrter Reihenfolge wiederholt. Aufgrund der Basenpaarung kommt ein inverted Repeat strangabwärts auf demselben Strang revers komplementär vor. Befinden sich die inverted Repeats an beiden 5'- oder beiden 3'-Enden einer doppelsträngigen Nukleinsäure, werden sie als inverted terminal repeats bezeichnet.

Inverted Repeats werden von manchen Viren wie Retroviren oder das Adeno-assoziierte Virus^[1] zur Insertion des viralen Genoms in das Genom des Wirts verwendet. Daneben kommen sie bei Insertionssequenzen, Transposons^[2] und Miniature Inverted-repeat Transposable Elements^[3] vor. Weiterhin kommen inverted repeats – allerdings ohne Nukleotide dazwischen – in den palindromischen Erkennungssequenzen von Restriktionsendonukleasen des Typs II vor. Teilweise kommen inverted Repeats als Tandem Repeats in mehrfachen Wiederholungen in einer Nukleotidsequenz vor.

Inverted Repeats sind oftmals ein Ort für Rekombination,^[4] teilweise durch Ausbildung von Sekundärstrukturen wie Haarnadelstrukturen oder kreuzförmigen Strukturen.^[5] Weiterhin sind sie an der Genamplifikation beteiligt und erhöhen dadurch die evolutionäre Anpassungsfähigkeit.^[6] Gleichzeitig sind sie aber auch eine Quelle für Mutationen, die in Gendefekten resultieren können.^[7]

Datenbanken für inverted Repeats sind beispielsweise non-B DB,^[8][9] Inverted Repeats Database,^[10][11] P-MITE,^[12][13] EMBOSS^[14] und Palindrome Analyser,^[15][16]

5’-TTACGnnnnnnCGTAA-3’

3’-AATGCnnnnnnGCATT-5’

1. ↑ D. M. McCarty: Self-complementary AAV vectors; advances and applications. In: Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. Band 16, Nummer 10, Oktober 2008, S. 1648–1656, doi:10.1038/mt.2008.171, PMID 18682697.
2. ↑ I. Ammar, Z. Izsvák, Z. Ivics: The Sleeping Beauty transposon toolbox. In: Methods in molecular biology. Band 859, 2012, S. 229–240, doi:10.1007/978-1-61779-603-6_13, PMID 22367875.
3. ↑ I. Fattash, R. Rooke, A. Wong, C. Hui, T. Luu, P. Bhardwaj, G. Yang: Miniature inverted-repeat transposable elements: discovery, distribution, and activity. In: Genome. Band 56, Nummer 9, September 2013, S. 475–486, doi:10.1139/gen-2012-0174, PMID 24168668.
4. ↑ A. G. Tsai, M. R. Lieber: Mechanisms of chromosomal rearrangement in the human genome. In: BMC genomics. Band 11 Suppl 1, Februar 2010, S. S1, doi:10.1186/1471-2164-11-S1-S1, PMID 20158866, PMC 2822523 (freier Volltext).
5. ↑ I. Voineagu, V. Narayanan, K. S. Lobachev, S. M. Mirkin: Replication stalling at unstable inverted repeats: interplay between DNA hairpins and fork stabilizing proteins. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 105, Nummer 29, Juli 2008, S. 9936–9941, doi:10.1073/pnas.0804510105, PMID 18632578, PMC 2481305 (freier Volltext).
6. ↑ C. T. Lin, W. H. Lin, Y. L. Lyu, J. Whang-Peng: Inverted repeats as genetic elements for promoting DNA inverted duplication: implications in gene amplification. In: Nucleic acids research. Band 29, Nummer 17, September 2001, S. 3529–3538, PMID 11522822, PMC 55881 (freier Volltext).
7. ↑ J. J. Bissler: DNA inverted repeats and human disease. In: Frontiers in bioscience : a journal and virtual library. Band 3, März 1998, S. d408–d418, PMID 9516381.
8. ↑ non-B DB (Memento vom 13. November 2013 im Internet Archive)
9. ↑ R. Z. Cer, D. E. Donohue, U. S. Mudunuri, N. A. Temiz, M. A. Loss, N. J. Starner, G. N. Halusa, N. Volfovsky, M. Yi, B. T. Luke, A. Bacolla, J. R. Collins, R. M. Stephens: Non-B DB v2.0: a database of predicted non-B DNA-forming motifs and its associated tools. In: Nucleic acids research. Band 41, Database issueJanuar 2013, S. D94–D100, doi:10.1093/nar/gks955, PMID 23125372, PMC 3531222 (freier Volltext).
10. ↑ Inverted Repeats Database
11. ↑ Y. Gelfand, A. Rodriguez, G. Benson: TRDB–the Tandem Repeats Database. In: Nucleic acids research. Band 35, Database issueJanuar 2007, S. D80–D87, doi:10.1093/nar/gkl1013, PMID 17175540, PMC 1781109 (freier Volltext).
12. ↑ P-MITE: a Plant MITE database
13. ↑ J. Chen, Q. Hu, Y. Zhang, C. Lu, H. Kuang: P-MITE: a database for plant miniature inverted-repeat transposable elements. In: Nucleic acids research. Band 42, Database issueJanuar 2014, S. D1176–D1181, doi:10.1093/nar/gkt1000, PMID 24174541, PMC 3964958 (freier Volltext).
14. ↑ P. Rice, I. Longden, A. Bleasby: EMBOSS: the European Molecular Biology Open Software Suite. In: Trends in genetics : TIG. Band 16, Nummer 6, Juni 2000, S. 276–277, PMID 10827456.
15. ↑ Palindrome analyser
16. ↑ V. Brázda, J. Kolomazník, J. Lýsek, L. Hároníková, J. Coufal, J. Št'astný: Palindrome analyser - A new web-based server for predicting and evaluating inverted repeats in nucleotide sequences. In: Biochemical and biophysical research communications. Band 478, Nummer 4, 09 2016, S. 1739–1745, doi:10.1016/j.bbrc.2016.09.015, PMID 27603574.