Volume1

308 Часть 2. Основные генетические механизмы

Рис.4.8.ДНКкакматрицадлядублированиясамойсебя.ПосколькунуклеотидАуспешноспаривается только с T, а G — с C, каждая из цепей ДНК может быть использована в качестве матрицы для задания последовательностинуклеотидоввкомплементарнойейцепи.ЗасчетэтогодвухцепочечнаяДНКможет копироваться с необходимой точностью и каждая из родительских спиралей ДНК давать начало двум идентичнымдочернимспиралямДНК.

или реплицировать, хранимый в ее чреве геном перед передачей его потомкам. В следующей главе мы опишем изящную машину, используемую клеткой для выполнения этой чудовищной по своему размаху задачи.

4.1.3.  У эукариот ДНК заключена в ядре клетки

Как сообщалось в главе 1, почти вся ДНК в клетке эукариот заключена в ядре, которое во многих клетках занимает около 10 % общего объема клетки. Эта полость ограничена ядерной оболочкой, образованной двумя концентрическими мембранами из двойного липидного слоя (рис. 4.9). Эти мембраны пронизаны через определенные промежутки большими ядерными порами, через которые происходит перенос молекул между ядром и цитозолем. Оболочка ядра непосредственно соединена с раскинувшимися в объеме клетки мембранами эндоплазматической сети. И она механически поддерживается сетью промежуточных нитей, называемой ядерной пластинкой, которая образует тонкую листоподобную сетчатую структуру, расположенную сразу под внутренней ядерной мембраной

(см. рис. 4.9, б).

Ядерная оболочка позволяет многим белкам, которые взаимодействуют с ДНК, скапливаться в тех местах внутриклеточного пространства, где они необходимы, и, как мы увидим в последующих главах, она также удерживает ядерные и цитозольные ферменты отдельно друг от друга, что крайне важно для надлежащего функционирования клеток эукариот. Разделение пространства клетки на полости, или компартментализация, примером чего служит ядро, является важным принципом биологии; это необходимо для обеспечения среды, в которой протекание биохимических реакций облегчается за счет высокой концентрации и субстратов, и ферментов, на них воздействующих. Кроме того, такое обособление пространственных областей препятствует ферментам, необходимым в одной части клетки, попадать в выстроенные биохимические пути в другой ее части.

Глава 4. ДНК, хромосомы и геномы 309

Рис. 4.9. Поперечный срез типичного ядра клетки. а) Электронный микрофотоснимок тонкого среза ядрафибробластачеловека.б)Схематическийрисунок,показывающий,чтоядернаяоболочкасостоит издвухмембран,наружнаяплавнопереходитвмембрануэндоплазматическойсети(см.такжерис.12.8). Пространствовнутриэндоплазматическойсети(просветЭС)окрашеножелтым;ононепосредственно связаноспространствоммеждуобеимиядернымимембранами.Двойныелипидныеслоивнутренней ивнешнейядерныхмембрансоединяютсядругсдругомчерезстенкивсехядерныхпор.Подобнаялисту сеть промежуточных нитей (коричневый цвет) внутри ядра создает механическую опору ядерной оболочке, образуя специальную поддерживающую структуру, называемую ядерной пластинкой (ее подробное описание также дано в главе 12). Гетерохроматин вблизи тонкой пластинки содержит особымобразомуплотненныеобластиДНК,окоторыхмыпоговоримпозже.

Заключение

Генетическая информация содержится в линейной последовательности нуклеотидов ДНК. Все молекулы ДНК суть двойные спирали, образованные из двух комплементарных нуклеотидных цепей, скрепляемых одна с другой водородными связями между парами оснований G–C и А–T. Дупликация гене- тической информации происходит путем использования одной из цепей ДНК

в качестве матрицы для формирования комплементарной ей цепи. Генетиче- ская информация, хранимая в ДНК организма, содержит инструкции для всех белков, которые организм будет когда-либо синтезировать, и, как говорят, составляет его геном. У эукариот ДНК расположена в ядре клетки — крупном, окруженном мембраной компартменте.

4.2.  Хромосомная ДНК и ее упаковка в хроматиновое волокно

Самая важная функция ДНК — нести в себе гены, а в них — информацию, которая определяет все белки и молекулы РНК, из которых строится организм, — включая информацию о том, когда, в какого типа клетках и в каком количестве каждый белок должен быть выпущен в жизнь. Геномы эукариот поделены на хромосомы, и в данном параграфе мы увидим, как гены обычно располагаются на хромосомах. Кроме того, мы опишем специализированные последовательности ДНК, которые требуются хромосоме для точного ее дублирования и передачи от одного поколения к следующему.

310 Часть 2. Основные генетические механизмы

Перед нами стоит также серьезная задача разобраться в принципах упаковки ДНК. Если бы двойные спирали всех 46 хромосом, находящихся в клетке человека, можно было бы выстроить конец в конец, то они достигли бы длины около 2 метров; хотя ядро, в котором содержится вся эта ДНК, имеет лишь около 6 мкм в диаметре. Геометрически это равносильно упаковке 40 км (24 мили) чрезвычайно тонкой нити в теннисный шар! Столь сложная задача упаковки ДНК блестяще решается специализированными белками, которые связываются с ДНК и сворачивают ее, образуя ряд спиралей и петель, которые обеспечивают все более и более высокие уровни организации и не допускают спутывания ДНК в гордиев узел. Что удивительно, хотя ДНК свернута очень туго, она уложена таким образом, что остается доступной для многих ферментов в клетке, которые ее реплицируют, восстанавливают и используют заложенные в ней гены для производства молекул РНК и белка.

4.2.1.  ДНК эукариот упакована в набор хромосом

У эукариот находящаяся в ядре ДНК разделена на отдельные хромосомы. Например, геном человека — примерно 3,2·109 нуклеотидов — распределен по 24 м различным хромосомам. Каждая хромосома состоит из одной чрезвычайно длинной линейной молекулы ДНК, связанной с белками, которые свертывают и упаковывают тончайшую нить ДНК в более компактную структуру. Комплекс ДНК с белком называют хроматином (от греческого слова chroma, означающего «цвет») в силу его способности окрашиваться. В дополнение к белкам, участвующим в упаковке ДНК, хромосомы связаны также и с многочисленными молекулами белка и РНК, необходимыми для протекания процессов экспрессии генов, репликации ДНК и восстановления ДНК.

Бактерии выделяют своим генам лишь одну-единственную молекулу ДНК, чаще всего кольцевую (см. рис. 1.29). Эта ДНК связана с белками, что упаковывают и уплотняют ДНК, но они отличаются от белков, которые выполняют те же функции на службе у эукариот. Хотя ее и называют нередко бактериальной «хромосомой», она не имеет той структуры, что хромосомы эукариот, и о способе упаковки бактериальной ДНК известно гораздо меньше. Поэтому наше исследование структуры хромосом будет почти полностью сосредоточено на хромосомах эукариот.

За исключением зародышевых клеток (обсудим их в главе 21) и клеток нескольких высокоспециализированных типов, которые не могут размножаться и к тому же не содержат ДНК (например, красные клетки крови), все клетки человека содержат по две копии каждой из хромосом: одна из копий наследуется от матери, а вторая — от отца. Материнские и отцовские хромосомы соответствующих пар называют гомологичными хромосомами (гомологами). Единственные негомологич-

ные пары хромосом — половые хромосомы у мужских особей, когда Y-хромосома наследуется от отца, а X-хромосома заимствуется у матери. Таким образом, общее число хромосом в каждой клетке человека — 46 — это 22 пары, имеющиеся как у мужских, так и у женских особей2, плюс две так называемые половые хромосомы (X и Y в мужских организмах, две X — в женских). Гибридизация ДНК представляет собой методику, в которой нить меченой нуклеиновой кислоты служит «зондом», который отыскивает комплементарную нить, о чем будет подробно написано в главе 8. Эта методика может быть использована для различения хромосом

2 Они называются аутосомами. — Прим. ред.

Глава 4. ДНК, хромосомы и геномы 311

Рис. 4.10. Полный набор хромосом человека. Эти хромосомы, некогда принадлежавшие мужскому организму,быливыделеныизклетки,претерпевающейделениеядра(митоз),ипоэтомусильноуплотнены. Каждаяизэтих хромосомбыла«раскрашена»своимцветом,чтобыобеспечитьееоднозначное опознаваниевполесветовогомикроскопа.ДляраскрашиванияхромосомвводятмолекулыДНКчеловека,меченныефлоуресцентнымикрасителями,которыевзаимодействуютсхромосомами.Например, молекулы ДНК, полученные из хромосомы 1, метят одной определенной комбинацией красителей, выделенные из хромосомы 2 — другой, и так далее. Поскольку меченая ДНК может образовывать пары оснований, или гибридизироваться, только с той хромосомой, из которой она была извлечена (все пояснения — в главе 8), разные хромосомы окрашиваются по-разному. Для таких экспериментов хромосомыподвергаютобработкеразличнымипрепаратами,которыеразделяютдвуцепочечнуюДНК наотдельныенитииработаюттак,чтодопускаютспариваниесоснованиямиоднонитевоймеченойДНК исохранялиструктурухромосомыотносительнонеповрежденной.а)Хромосомы,какмыихвидимсразу послелизисаклетки.б)Тежехромосомы,искусственновыстроенныевпорядкеихнумерации.Такойвот полныйнаборхромосомназываюткариотипом.(ЗаимствованоизE.Schröcketal.,Science273:494–497, 1996.СлюбезногоразрешенияиздательстваAAAS.)

человека путем «раскрашивания» их в разные цвета (рис. 4.10). Раскрашивание хромосом обычно выполняют на этапе клеточного цикла, называемом митозом, когда хромосомы уплотнены особенно сильно и их легко наблюдать (см. ниже).

Еще один более традиционный способ отличить одну хромосому от другой состоит в том, чтобы окрасить их красителями, которые производят яркую и устойчивую картину полос на всех митотических хромосомах (рис. 4.11). Структурная основа существования таких картин «полосчатости» еще не изучена до конца. Тем не менее картина распределения полос уникальна для хромосом одного типа, и именно такого рода картины полос позволили изначально опознать и пронумеровать все хромосомы человека.

Изображение всех 46 хромосом человека в стадии митоза называют кариотипом человека. Если части хромосом теряются или перескакивают между хромосомами, то такие изменения могут быть обнаружены по изменениям картин полосчатости или по изменениям картины раскраски хромосом (рис. 4.12). Цитогенетики используют эти изменения для обнаружения в хромосомах нарушений, которые связывают с наследственными дефектами, равно как и для соотнесения раковых образований с определенными перестройками хромосом в соматических клетках (подробнее об этом — в главе 20).

312 Часть 2. Основные генетические механизмы

Рис.4.11.Картиныполосчатостихромосомчеловека.Хромосомыс1-йпо22-юпронумерованывпри-

близительномпорядкеихразмера.Типичнаясоматическаяклеткачеловека(неиззародышевойлинии) содержит по две копии каждой из этих хромосом плюс две половые хромосомы: две X-хромосомы у женских особей и X- с Y-хромосомой у представителей мужского племени. Хромосомы, идущие на составление таких карт, были окрашены на раннем этапе митоза, когда они не полностью уплотнены. Краснаягоризонтальнаялинияпредставляетположениецентромеры(см.рис.4.21),котораяимеетвид перетяжкинамитотическиххромосомах.Красныевздутиянахромосомах13,14,15,21и22показывают позиции генов, которые кодируют молекулы большой рибосомной РНК (обсудим в главе 6). Такие картиныполучаютпутемокрашиванияхромосомкрасителемГимза,иихможнонаблюдатьвсветовой микроскоп. (Желающих ознакомиться с микрофотоснимками отсылаем к рис. 21.18; переработано из

U. Franke,Cytogenet.Cell.Genet.31:24–32,1981.СлюбезногоразрешенияиздательстваKarger.)

4.2.2.  Хромосомы содержат длинные вереницы генов

Хромосомы несут в себе гены — функциональные единицы наследственности. Под геном обычно понимают сегмент ДНК, который содержит инструкции для выработки некоторого определенного белка (или группы близкородственных белков). Хотя это определение относится к большинству генов, несколько процентов генов производит в качестве своего конечного продукта молекулу РНК вместо белка. Подобно белкам, такие молекулы РНК выполняют разнообразный набор структурных и каталитических функций в клетке, и мы еще обсудим их во всех подробностях в последующих главах.

Глава 4. ДНК, хромосомы и геномы 313

Рис. 4.12. Аномальная хромосома человека. а) Две пары хромосом, окрашенных красителем Гимза (см. рис. 4.11), от пациента с атаксией — болезнью, характеризующейся прогрессирующим нарушением координации движения. Этот пациент имеет нормальную пару хромосом 4 (пара слева), но одну нормальную

хромосому12иоднуаберрантнуюхромосому12,очем свидетельствует ее увеличенная длина (пара справа).

Дополнительный материал, содержащийся на аномальной хромосоме 12 (красная скобка), как было узнанопоеекартинеполос,представляетсобойкопиюотрезкахромосомы4,которыйоказалсяприкрепленнымкхромосоме12врезультатесобытиянеправильнойрекомбинации,называемогохромосомной транслокацией.б)Рисуноктехжедвухпархромосом,«раскрашенных»краснымдляДНКхромосомы4 исинимдляДНКхромосомы12.Дваэтихметодаприводяткодномуитомужезаключениюоприроде аномальнойхромосомы12,нораскрашиваниехромосомобеспечиваетлучшееразрешениеипозволяет тем самым точно опознавать даже короткие части хромосом, претерпевших транслокацию. Однако окрашиваниепоГимзапрощеввыполнении.(ПереработкаизE. Schröcketal.,Science273:494–497,1996. СлюбезногодозволенияиздательстваAAAS.)

Как и следовало ожидать, существует некоторая зависимость между сложностью организма и числом генов в его геноме (см. табл. 1.1, стр. 27). Например, некоторые простые бактерии имеют всего лишь 500 генов по сравнению с приблизительно 25 000 у людей. Бактерии и некоторые одноклеточные эукариоты, такие как дрожжи, имеют особенно сжатые (компактные) геномы; полная нуклеотидная последовательность их геномов показывает, что молекулы ДНК, которые составляют их хромосомы, лишь немногим больше верениц плотно упакованных генов (рис. 4.13). Однако хромосомы многих эукариот (а в том числе и людей) содержат, в дополнение к генам, большой избыток рассеянной по геному ДНК, которая, как видно, не несет никакой особо важной информации. Иногда ее называют «бросовой», или «мусорной», ДНК, чтобы показать, что ее полезность для клетки так и не была доказана; специфическая нуклеотидная последовательность львиной доли этой ДНК, быть может, совсем не важна. Однако часть этой ДНК имеет большое значение для надлежащей экспрессии некоторых генов, о чем мы еще упомянем.

Рис. 4.13. Расположение генов в геноме S. cerevisiae. S cerevisiae — почкующиеся дрожжи, широко применяемые в пивоварении и хлебопечении. Геном клетки этих дрожжей распределен по 16-ти хромосомам. Чтобы показать высокую плотность генов, характерную для этого вида, была произвольно отобрана небольшая область одной из хромосом. Как показывает светло-красный фон, одни гены транскрибируются с нижней нити, тогда как другие транскрибируются с верхней нити. Всего в полном геномесодержитсяоколо6 300генов,накоторыеприходитсячутьболее12миллионовпарнуклеотидов. (Стоит напомнить, что на рис. 1.29 представлены плотно упакованные гены бактерии, геном которой насчитывает4,6миллионовпарнуклеотидоввдлину.)

314 Часть 2. Основные генетические механизмы

Из-за различий в количестве ДНК, рассыпанной между генами, размеры геномов могут варьировать в широком диапазоне значений (см. рис. 1.37). Например, геном человека в 200 раз больше генома дрожжей S. cerevisiae, но всего

в30 раз меньше генома некоторых растений и земноводных и в 200 раз меньше генома амебы одного вида. Более того, из-за различий в количестве избыточной ДНК геномы подобных организмов (костные рыбы, например) могут отличаться

внесколько сот раз по количеству содержащейся в них ДНК, несмотря на то что они содержат примерно одинаковое число генов. За что бы ни отвечала избыточная ДНК, определенно известно, что она не является такой уж большой помехой для клетки эукариот, чтобы от нее стоило избавиться.

Характер разделения генома на хромосомы также отличается у разных видов эукариот. Например, по сравнению с 46-ю у людей, соматические клетки одного из видов мелких оленей содержат всего лишь 6 хромосом, тогда как в соматических клетках одного из видов карпов содержится более 100. Даже близкородственные виды с подобными размерами геномов могут иметь далеко не близкие числа и размеры хромосом (рис. 4.14). Таким образом, нет никакой простой зависимости между числом хромосом, сложностью организмов вида и полным размером генома. Скорее, геномы и хромосомы современных видов оформились уникальной историей, по-видимому, случайных генетических событий, воздействовавших на них под давлением естественного отбора в течение длительного периода эволюции.

Рис.4.14.Дваблизкородственныхвидаоленейссильноотличающимсячисломхромосом.Входеэво-

люциииндийскогомунтжакаизначальноотдельныехромосомыслились,неоказавкакого-либозаметного воздействия на животное. Эти два вида содержат одинаковое число генов. (Взято из M. W. Strickberger, Evolution,3rded.Sudbury,MA:Jones&BartlettPublishers,2000.)

Глава 4. ДНК, хромосомы и геномы 315

4.2.3.  Последовательность нуклеотидов генома человека показывает, каким образом расположены гены у людей

В главе 1 мы в общих фразах порассуждали о том, как хранимая в ДНК информация считывается и используется через РНК-посредники для синтеза белков (см. рис. 1.4). В 1999 г. впервые появилась возможность точно увидеть, как расположены гены в полной хромосоме позвоночного (рис. 4.15). Сегодня, с опубликованием «черновика» полного генома человека в 2001 г. и «чистовой последовательности ДНК» в 2004 г., в распоряжении ученых имеется генетическая информация по всем хромосомам человека. Само количество информации, выданной на-гора проектом «Геном человека», ошеломляет (рис. 4.16 и таблица 4.1). В апогее своей работы проект вырабатывал черновые последовательности нуклеотидов со скоростью 1 000 нуклеотидов в секунду 24 часа в сутки. Пройдет еще немало десятилетий, прежде чем вся эта информация будет полностью проанализирована, но она уже послужила стимулом для проведения новых экспериментов, которые оказали большое влияние на содержание всех глав этой книги.

Первая удивительная особенность генома человека состоит в том, сколь малая его толика (всего лишь несколько процентов) кодирует белки (рис. 4.17). Бóльшая часть остальной хромосомной ДНК состоит из коротких подвижных частей ДНК, которые за время эволюции постепенно встроились в хромосому. Мы еще побеседуем подробнее о таких мобильных генетических элементах в последующих главах.

Вторая примечательная особенность генома человека — большой средний размер гена, равный 27 000 пар нуклеотидов. Как было сказано выше, типичный ген несет в своей линейной последовательности нуклеотидов информацию о линейной последовательности аминокислот белка. Для кодирования белка среднего размера (около 430 аминокислот у человека) необходимо приблизительно 1 300 пар нуклеотидов. Бóльшая часть остальной ДНК гена состоит из длинных отрезков некодирующей ДНК, которые прерывают относительно короткие сегменты ДНК, кодирующие белок. Как будет описано подробно в главе 6, кодирующие последовательности называют экзона- ми; вклинивающиеся в них (некодирующие) последовательности называют интронами (см. рис. 4.15 и таблицу 4.1). Таким образом, в большинстве своем гены человека состоят из длинной вереницы чередующихся экзонов и интронов, и в основном последовательность гена занята интронами. Напротив, большинство генов организмов с короткими геномами не имеет интронов. Этим объясняется намного меньший размер их генов (приблизительно одна двадцатая от размера генов человека), а также намного более весомая доля кодирующей ДНК в их хромосомах.

В довесок к интронам и экзонам, ко всем генам приписаны регуляторные последовательности ДНК, которые обеспечивают включение и отключение подопечных генов в надлежащее время, а также их экспрессию на соответствующем уровне и только в клетках надлежащего типа. У человека регуляторные последовательности типичного гена простираются на десятки тысяч пар нуклеотидов. Как и следовало ожидать, такие регуляторные последовательности более сжаты в организмах с краткими геномами. В главе 7 мы обсудим вопрос о том, как работают регуляторные последовательности ДНК.

Наконец, нуклеотидная последовательность генома человека показала, что существенно важная информация по созданию человека, кажется, находится в крайней степени беспорядка. Вот слова одного комментатора, описавшего наш геном: «В некотором смысле он может напоминать ваш гараж, спальню, холодильник или

316 Часть 2. Основные генетические механизмы

Рис.4.15.Организациягеноввхромосомечеловека.а)Хромосома22,однаизнаименьшиххромосом человека,содержит48·106 парнуклеотидовисоставляетприблизительно1,5%полногогеномачеловека. Большая часть левого плеча хромосомы 22 состоит из коротких повторяющихся последовательностей ДНК,которыеупакованывособеннокомпактнойформехроматина(гетерохроматин),которыймырассмотримдалеевэтойглаве.б)Десятикратноеувеличениеотрезкахромосомы22,накоемобозначено около 40 генов. Известные гены отмечены темно-коричневым цветом, а красным — предсказанные гены. в) Увеличенная часть изображения б показывает несколько генов в полную длину. г) Интронноэкзонная организация типичного гена показана при дальнейшем десятикратном увеличении Каждый экзон (красный) кодирует какую-то часть белка, тогда как интронная последовательность ДНК (серый) несетсравнительнонебольшуюнагрузку,очембудетсказаноподробнеевглаве6.

Геномчеловека(3,2·109 парнуклеотидов)—всеколичествогенетическойинформации,принадлежащей нашемувиду.Почтивесьэтотгеномраспределенпо22аутосомами2половымхромосомам(см.рис.4.10

и4.11), пребывающим в пределах ядра. Мельчайшая доля генома человека (16 569 пар нуклеотидов ввидемногократныхкопийвклетке)находитсявмитохондриях(скоторымимыпознакомиличитателя в главе 1 и еще познакомим подробнее в главе 14). Термин последовательность генома человека относится к полной нуклеотидной последовательности ДНК, содержащейся в 24-х ядерных хромосомах

ивмитохондриях.Будучидиплоидным,ядросоматическойклеткичеловекасодержитпримернодвойное (сравнительно с гаплоидным) количество ДНК, или 6,4·109 пар нуклеотидов, когда не дублирует свои хромосомы при подготовке к делению. (Переработка из Human Genome Sequencing Consortium, Nature

409:860–921,2001.СлюбезногоразрешенияMacmillanPublishersLtd.)

вообще жизнь: очень индивидуалистическую, но неопрятно-неряшливую; редкие признаки организованности; множество скопившихся завалов рабочего беспорядка (называемого обычно «барахлом»); фактически ничего никогда не выбрасывается за ненадобностью и немногочисленные очевидно ценные предметы, вперемешку со всяким хламом, небрежно разбросаны повсюду».

Глава 4. ДНК, хромосомы и геномы 317

Рис.4.16.Масштабгеномачеловека.Еслигеномчеловекана-

рисоватьсинтервалом1мммеждунуклеотидами,какнаизображенииа,тоонпростиралсябына3 200км(приблизительно 2 000миль)—достаточнобольшоерасстояние,чтобыпротянуть- сяотберегадоберегачерезцентральнуючастьАфрики,места появления наших предков (красная линия на изображении б). При таком масштабе один ген, кодирующий один белок, приходилсябывсреднемнакаждые130м.Среднегоразмераген простирался бы на 30 м, но кодирующие последовательности вэтомгенесоставлялибывсуммелишьчутьболееметра.

Таблица4.1.Некоторыестатистическиеданныеогеномечеловека

	ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ГЕНОМ
Длина ДНК	3,2·109 пар нуклеотидов*
Число генов	примерно 25 000
Наибольший ген	2,4·106 пар нуклеотидов
Средний размер гена	27 000 пар нуклеотидов
Наименьшее число экзонов на ген	1
Наибольшее число экзонов на ген	178
Среднее число экзонов на ген	10,4
Наибольший размер экзона	17 106 пар нуклеотидов
Средний размер экзона	145 пар нуклеотидов
Число псевдогенов**	более 20 000
Процентное содержание последовательностей
ДНК в экзонах (кодирующие белки последова-
тельности)	1,5 %
Процентное содержание ДНК в других высоко-
консервативных последовательностях***	3,5 %
Процентное содержание ДНК в многокопийных
повторах	примерно 50 %

* Последовательность 2,85 миллиардов нуклеотидов известна точно (коэффициент ошибок всего лишь около одной на 100 000 нуклеотидов). Остальная ДНК преимущественно состоит из коротких часто повторяющихся последовательностей, которые повторяются тандемно, а число повторов отличается у разных особей.

**Псевдоген — нуклеотидная последовательность ДНК, близко напоминающая таковую функционального гена, но содержащая множественные мутации, которые препятствуют ее нормальной экспрессии. Большинство псевдогенов появляется в результате дублирования функционального гена, сопровождавшегося накоплением губительных мутаций в одной из копий.

***Консервативные функциональные области; к ним относится ДНК, кодирующая 5′- и 3′-UTRs (нетранслируемые области), структурные и функциональные РНК, а также расположенные на ДНК консервативные участки связывания ее с белками.