Információ

Kromoszóma mérete heterokromatin nélkül

Kromoszóma mérete heterokromatin nélkül



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Különböző elemzéseket végzek a humán kromoszómákról és különböző lókuszokról, azonban különböző adatbázisok használatakor a heterokromatin struktúrák nem részei az emberi genomnak. Tudom, hogy a heterokromatin egy sűrűbb struktúra a DNS-ben, és másképp festődik, és nem része a különböző referenciagenomoknak.

Azonban az emberi kromoszóma méretével kapcsolatos összes információ, amit megtalálok, tartalmazza a heterokromatin régiókat.

Tehát azt szeretném tudni, hogy megtalálhatom-e valahol az emberi kromoszómák hosszát a heterokromatin szerkezetek nélkül?

Köszönöm az időt és a segítséget.


Van néhány figyelmeztetés, amelyeket figyelembe kell venni, mielőtt válaszolna erre a kérdésre:

  1. Nem ismerjük az emberi genom összes olyan régióját, amely heterokromatikus lehet. Egyes esetekben a heterokromatin nagy darabjai egyszerűen hiányoznak a genomegységből. A téma kissé elavult, de még mindig informatív áttekintését itt találja.
  2. A heterokromatikus régiók sejtenként eltérőek. Például azt javaslom, hogy olvassa el a konstitutív és a fakultatív heterokromatin közötti különbségeket a wikipédián.
  3. A genom heterokromatikus régiói biológiailag nagyon fontosak, figyelmen kívül hagyásuk hiba lehet, bár ez az Ön motivációitól függ.

Az emberi genom projekt eredeti becslése szerint az eredeti genom felépítésének 92%-a eukromatikus, összesen 2,85 Gbp. Az eredeti genom felépítést azonban jelentősen frissítették. Ez a becslés valószínűleg sok célhoz elég közel áll. De azóta sokat tanultunk a genomszerkezetről és a biológiáról.

Nagyon sok adatunk van, amelyek erősen korrelálnak azzal, amit heterokromatinnak gondolunk. Az UCSC humán genomböngészője rengeteg információval rendelkezik a kromatin módosításokról (itt megnézném az ENCODE elemzési részt). Elvileg megalapozott találgatásokat lehet tenni a heterokromatin régióiról kromatin módosulások alapján. Ez némileg zajos lesz, és el kell döntenie, hogy mely cellatípusok relevánsak, mivel ezeknek némileg eltérő régiói lesznek.

Ha további információra van szüksége arról, hogy mely kromatin-módosítások lehetnek relevánsak, kezdje el a keresést itt. Valószínűleg magának kell elemeznie néhány adatot, hogy pontosabb választ találjon.


Heterokromatin és euchromatin összeállítása és jellemzése emberi mesterséges kromoszómákon

A humán centromer régiókat az alfa-szatellit DNS jelenléte, az S-fázisban késői replikáció és a heterokromatikus megjelenés jellemzi. A legújabb modellek azt sugallják, hogy a centromer konzervált kromatin doménekbe szerveződik, amelyekben a CenH3 (centromer-specifikus H3 variáns) kromatint tartalmazó funkcionális centromer (kinetochore) a heterokromatin régióin belül képződik. E modellek kezelésére megvizsgáltuk a heterokromatin és az euchromatin képződését de novo alfa-szatellit DNS-t tartalmazó mesterséges kromoszómák. Megvizsgáltuk a kromatin összetétele és a mesterséges kromoszómák replikációs időzítése közötti összefüggést is.

Eredmények

A heterokromatin faktorok (hiszton H3 lizin 9 metilációja és HP1α) feldúsultak a becslések szerint 3 Mb-nál nagyobb méretű mesterséges kromoszómákon, de kimerültek a 3 Mb-nál kisebbeknél. Minden mesterséges kromoszómában euchromatin markerek (hiszton H3 lizin 4 metiláció) épültek fel, ami részben markergén expressziót tükrözhet. A replikációs időzítési vizsgálatok kimutatták, hogy a mesterséges kromoszómák replikációs időzítése heterogén volt. A heterokromatinban kimerült mesterséges kromoszómák a korai S-fázisban replikálódtak, míg a heterokromatinban dúsított mesterséges kromoszómák az S-fázis közepén vagy későn.

Következtetések

A humán mesterséges kromoszómák és a gazdakromoszómák Centromer régiói hasonló mennyiségű CenH3-ot tartalmaznak, de nagyon eltérő mértékű heterokromatint mutatnak, ami arra utal, hogy csak kis mennyiségű heterokromatinra lehet szükség a centromer működéséhez. Az euchromatin képződése minden mesterséges kromoszómán azt bizonyítja, hogy ezek megfelelő kromoszóma-kontextust biztosítanak a génexpresszióhoz. A heterokromatintól mentesített mesterséges kromoszómák korábbi replikációja arra utal, hogy az S fázis késői replikációja nem követelmény a centromer működéséhez.


BEVEZETÉS

Hogyan szerveződnek a genomok a sejtmagban, és mi a szerepe a genom szerveződésének a sejtfunkciókban? Ezek az alapvető sejtbiológiai kérdések egyre nagyobb figyelmet kapnak a magasabb rendű eukarióták genomjának szekvenálása során. Különféle modelleket javasoltak az interfázisos kromatin szerveződésére, a rendkívül véletlenszerűtől a rendkívül szervezettig (az áttekintéseket lásd: Manuelidis, 1990Haaf és Schmid, 1991 Cremer et al., 1993). A legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy az interfázisú kromatin nagy hurkokba szerveződik, több megabázispár méretű (Sachs et al., 1995 Yokota et al., 1995 Osztasevszkij, 1998). Míg az egyes hurkon belül a kromatin véletlenszerűen össze van hajtva, bizonyos hurokcsatlakozási helyek korlátozott gerincstruktúrát írhatnak elő (Yokota et al., 1995 Marshall et al., 1997 Osztasevszkij, 1998, 2000 Cremeret al., 2000).

Jelenleg jól bebizonyosodott, hogy mind a mitotikus kromoszómák, mind az interfázisú kromatin különálló funkcionális doménekből áll (a legutóbbi áttekintéseket lásd Cockell és Gasser, 1999 Belmont et al., 1999 Cremer et al., 2000). Mindegyik domén meghatározott térbeli pozíciót foglal el, és az S-fázisban egy pontos időpontban replikálódik. A metafázisú kromoszómákban a doméneket a kromoszóma hossza mentén alternatív keresztirányú sávokként azonosítják (Sumner, 1990). Röviddel a mitózis után a kromoszómális domének dekondenzálódnak, és áthelyeződnek a sejtmagba, ahol euchromatinnak vagy heterokromatinnak nevezik őket (lásd Manuelidis, 1990 Haaf és Schmid, 1991 Craig és Bickmore, 1993). A heterokromatin olyan kromatint jelent, amely a sejtciklus során kondenzálva marad, kivéve a replikáció során, amely az S fázis késői szakaszában következik be. A heterokromatin magában foglalja a konstitutív heterokromatint, amely szinte teljes egészében nem kódoló, párhuzamosan ismétlődő, szatellit DNS-szekvenciákból áll, és a fakultatív heterokromatint, amely főként potenciálisan átírható génekből áll. A metafázisú kromoszómák konstitutívan heterokromatikus régióit C-sávnak jelölik, és többnyire a centromer régiókban vagy azok szomszédságában lokalizálódnak, míg a fakultatív heterokromatin az úgynevezett G-sötét sávokban található (Craig és Bickmore, 1993). A G-sötét sávok szövetspecifikus géneket tartalmaznak, amelyek csak kiválasztott sejttípusokban íródnak át (Manuelidis, 1990). A háztartási gének, amelyek korán replikálódnak és szinte minden sejtben aktívan átíródnak, G-light sávokon (más néven R sávokon) találhatók. Az interfázis során a legtöbb (ha nem az összes) kromoszómából származó késői replikációs sávok túlnyomó többsége a nukleáris perifériáján lokalizálódik, kisebb részük pedig a sejtmag körül van jelen, vagy szétszórva a nukleoplazmában. Ezzel szemben úgy tűnik, hogy a korai replikálódó G-fény sávok elterjednek az egész nukleáris belsejében (Ferreiraet al., 1997 Sadoni et al., 1999). Mind a kromoszómális domének intranukleáris repozíciója, mind a replikáció időzítése a sejtciklus korai G1 fázisában jön létre, ami arra utal, hogy a sejtmagon belüli térbeli eloszlás szorosan kapcsolódik egy replikációs időzítő program létrehozásához (Dimitrova és Gilbert, 1999). Tekintettel arra, hogy a sejtek differenciálódása során a replikáció időzítésében változások következnek be, amelyek gyakran a transzkripciós aktivitás változásaihoz kapcsolódnak (lásd Dimitrova és Gilbert, 1999 és az ott található hivatkozásokat), kulcskérdés, hogy a sejtmagon belüli térbeli pozíció játszik-e epigenetikai szabályozó szerepet a génben. kifejezés.

A heterokromatinról régóta ismert, hogy inaktiválja a géneket. Például, ha egy normálisan eukromatikus gént heterokromatinnal állítanak szembe kromoszóma-átrendeződéssel, akkor a sejtek egy részében transzkripciósan elnémulhat. A transzponált gén mozaikos expresszióját heterokromatikus pozíció-hatás variegációnak, PEV-nek nevezik (Wakimoto, 1998). Bár a PEV klasszikus magyarázata a heterokromatin állapotnak a kromoszóma hosszában a szomszédos génekbe való terjedését idézi, vannak olyan PEV esetek, amelyeknélford-inaktiválás” mechanizmust javasoltak. Egy különösen jól jellemzett példa akkor fordul elő, amikor egy nagy heterokromatin blokkot inszertálnak a szemszín gén kódoló szekvenciájába barna ban ben Drosophila a homológ kromoszómán jelenlévő gén normál másolatának tarka inaktivációját okozza. A fejlődés meghatározott szakaszaiban ez az inszerció sztochasztikus módon fizikailag kapcsolódik az ugyanazon a kromoszómán lévő centromer kromatinhoz (Dernburg et al., 1996). Így ebben az esetben a sokszínűségért felelős heterokromatinnal való asszociáció inkább a hosszú távú hurkoltságból ered, mint a kromoszóma mentén fennálló lineáris közelségből. További példák az elhallgatásraford- a szövetspecifikus gének és a centromer heterokromatin közötti kölcsönhatásokat nemrégiben írtak le emlős limfoid sejtekben (Brown et al., 1997, 1999).

Annak ellenére, hogy a jelenlegi bizonyítékok azt mutatják, hogy a genomi lókuszok intranukleáris pozicionálása a centromer heterokromatinhoz képest befolyásolja transzkripciós aktivitásukat, nagyon keveset tudunk a centromerek magjában való térbeli eloszlását szabályozó elvekről. Az interfázis során a centromer heterokromatin túlnyomórészt a mag perifériáján vagy a mag körül található (áttekintve: Haaf és Schmid, 1991 Pluta et al., 1995). Sztochasztikus ez az eloszlás, vagy vannak meghatározott helyzeti megszorítások az egyes centromerekre? Nyilvánvaló, hogy a kromoszómák centromerei, amelyek rRNS-t kódoló géneket tartalmaznak (azaz a nukleoláris szervező régiót vagy NOR-t), várhatóan asszociálódnak a maghoz. A kérdés azonban továbbra is fennáll a NOR nélküli kromoszómák centromereivel kapcsolatban. Véletlenszerűen oszlanak meg ezek a nukleáris periféria és a nukleolus között? Ennek a kérdésnek a megválaszolásához fluoreszcens in situ hibridizációt, 15 humán kromoszóma centromer heterokromatinjának differenciált megjelölését és konfokális mikroszkópos vizsgálatot alkalmaztunk, hogy meghatározzuk háromdimenziós eloszlási mintázatukat a nyugvó limfoid sejtek magjában. Eredményeink azt mutatják, hogy a centromer heterokromatin elhelyezkedése a nukleáris burokhoz és a nucleolushoz képest minden kromoszómára specifikus. A legfontosabb, hogy a centromer pozicionálás előre jelezhető, figyelembe véve a G-sötét sávok mennyiségét ugyanabban a kromoszómában. Javasolunk egy modellt a centromerek interfázis alatti pozicionálására, amely a sejtmagban lévő konstitutív és fakultatív heterokromatin domének közötti intra- és interkromoszómális kölcsönhatásokon alapul.


A heterokromatin két típusa: konstitutív és fakultatív

Nem meglepő, hogy a DNS csomagolásának módja összefügg a sejtciklussal. Amikor a DNS-t le kell másolni (replikálni), és fehérjéket szintetizálni (transzkripció, majd transzláció), a DNS euchromatin formában található. Ha a géneket nem kell replikálni és átírni, a DNS heterokromatin formában van. Továbbá, amikor a DNS aktív kromoszóma formában van, a sejt a sejtciklus interfázisában van, és amikor metafázisú kromoszóma formában van, a sejt osztódásban van, azaz mitózis vagy meiózis stádiumban van.

Ezzel összhangban azt javasolták, hogy a DNS-csomagolás módjának szabályozása a génexpresszió szabályozásának egyik módja. Ezért a sejt funkcióit és túlélését fenntartó háztartási gének mindig euchromatin formában vannak, míg azok, amelyeket nem kell kifejezni, heterokromatin formában vannak. Ezt az eszköz módosításával lehet elérni hiszton farka, a hisztonok egy része, amely acetilezhető vagy metilálható. A hiszton farok módosítása megváltoztatja a DNS csomagolását. Például a hiszton farkán a hipoacetiláció a heterokromatikus konformációhoz kapcsolódik, így a DNS nincs kitéve, és következésképpen a géntranszkripció megakadályozható.

1. Mit árul el a heterokromatin jelenléte?
A. Hogy a sejtek transzkripciósan aktívak.
B. Hogy a sejtek osztódnak.
C. Ez a géntranszkripció nem megy végbe.
D. Ez a DNS polimerázoknak és más szabályozó fehérjéknek van kitéve.

2. Mi a két fő különbség a konstitutív és a fakultatív heterokromatin között?
A. A konstitutív heterokromatin reverzibilis és LINE szekvenciákkal rendelkezik, míg a fakultatív heterokromatin stabil és szatellit DNS-sel rendelkezik.
B. A konstitutív heterokromatin stabil és LINE szekvenciákkal rendelkezik, míg a fakultatív heterokromatin reverzibilis és szatellit DNS-sel rendelkezik.
C. A konstitutív heterokromatin reverzibilis és szatellit DNS-sel rendelkezik, míg a fakultatív heterokromatin stabil és LINE szekvenciákkal rendelkezik.
D. A konstitutív heterokromatin stabil és szatellit DNS-sel rendelkezik, míg a fakultatív heterokromatin reverzibilis és LINE szekvenciákkal rendelkezik.

3. Milyen más néven ismerik a heterokromatint?
A. Gyöngyök a zsinóron
B. 30 nm-es szál
C. Aktív kromeszóma
D. Metafázisú kromoszóma


Eredmények

A PREditOR (fehérje leolvasása és a maradékok szerkesztése) hatékonyan távolítja el a heterokromatint a pericentromer régiókból

A meghatározott kromatin osztályok epigenetikai állapotának manipulálására új szintetikus biológiai megközelítést terveztünk, amely lehetővé teszi a kromatin összekapcsolását. E ditorok a genom meghatározott régióihoz, fehérjeolvasáshoz és a maradékok szerkesztéséhez (PREditOR). A PREditOR három doménből álló fúziós fehérjék használatán alapul (1a kiegészítő ábra): (i) a R eader domén, amely felismeri a specifikus epigenetikai módosításokat, (ii) egy fluoreszcens marker a fúziós fehérje lokalizációjának nyomon követésére és (iii) egy kromatin E ditor amely kifejezetten az internetmegosztás helyén vagy annak közelében működik. A pericetromer heterokromatin kromoszóma szegregációban betöltött szerepének elemzése érdekében fuzionáltuk a H3K9-specifikus metiltranszferáz SUV39H1 (SUV39H1ΔSET) N-terminális kromodoménjét (a R eader H3K9me3) egy EYFP markerre (1a, b ábra). A SET domén eltávolítása biztosítja, hogy ez a molekula kizárólag a R eader és nem mint enzimatikusan aktív E ditor .

A JMJD2D és a heterokromatin összekapcsolása csökkenti a H3K9me3 szintet. a A PREdiTOR megközelítés vázlata a kromatin módosítók heterokromatin régiókhoz való kötésére. b A SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós konstrukciók vázlatos rajzai. c A kísérleti terv diagramja. d A jelzett SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérjéket expresszáló és H3K9me3-ra festett HeLa sejtek reprezentatív immunfluoreszcens képei. Skálasáv 10 μm. e A H3K9me3 festődés fluoreszcencia jeleinek mennyiségi meghatározása az egyes transzfektált sejtekben a d szerint tetszőleges fluoreszcencia egységként (A.F.U) ábrázolva. Tömör rudak három független kísérlet mediánját jelzik és hibasávok jelentik az átlag standard hibáját (s.e.m). Csillagok statisztikailag szignifikáns különbségeket jeleznek az EYFP-hez képest (*P < 0,05**P < 0,001 Diák t teszt)

Az SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérje HeLa sejtekben történő expresszióját követő immunfluoreszcencia analízis H3K9me3 és CENP-B gócokkal való kolokalizációt mutatott (1d. ábra és 1b. kiegészítő ábra). Így ez a fúziós fehérje specifikusan a pericentromer heterokromatint célozza meg. A SUV39H1ΔSET-EYFP a korai mitózisban felszabadul a kromatinból, és később az anafázisban újrakötődik (1c. kiegészítő ábra). Ez nagy valószínűséggel a H3 hiszton H3 hiszton foszforilációja által okozott metil/foszforilációnak köszönhető, amelyet az Aurora B kináz katalizál (Fischle et al. 2005 Hirota et al. 2005).

Mint egy E ditor A H3K9me3 pericentromer régiókból való eltávolításához a SUV39H1ΔSET-EYFP-t a H3K9me3-specifikus demetilázhoz, a JMJD2D/KDM4-hez (SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT) fuzionáltuk (1b, c ábra). Két kontrollmolekulát is szerkesztettünk (1b., c. ábra). Az első a JMJD2D katalitikusan elhalt mutánsa volt, amely jmjC-enzimatikus doménjében mutációt hordozott SUV39H1ΔSET-EYFP-vel fuzionálva (SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D D195A). Ez a molekula a heterokromatint célozza meg, de nem tudja demetilálni a H3K9-et. A második a SUV39H1ASET kötődéshiányos mutánsa volt, amely kromatinkötő doménjének két mutációját hordozta a vad típusú JMJD2D-vel fuzionálva (SUV39H1ΔSET W61AY67A-EYFP-JMJD2D WT). Ez a molekula aktív demetilázzal rendelkezik, de nem tud specifikusan a heterokromatint célozni.

A SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT átmeneti expressziója HeLa sejtekben 48 órán keresztül hatékonyan távolította el a H3K9me3-at a pericentromer lókuszokból. Az immunfluoreszcencia analízis a SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtekben szignifikánsan csökkent H3K9me3 szintet mutatott a transzfekciós és tethering kontrollokhoz képest (EYFP és SUV39H1ΔSET-EYFP) (1d. ábra, e). Fontos, hogy sem a katalitikusan elhalt mutáns (SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D D195A), sem a kötéshiányos mutáns (SUV39H1ΔSET W61AY67A -EYFP-JMJD2D WT.1d (, EYFP-JMJD2D WT.1d)) expresszálása után nem figyeltek meg különbséget a H3K9me3 szintjében. Úgy tűnik, a JMJD2D csak akkor demetilálja hatékonyan a H3K9me3-at, ha heterokromatikus régiókhoz van kötve. Ezekkel az eredményekkel összhangban a HP1α, a heterokromatin másik ismertetőjele immunfluoreszcens festése a HP1α gócok erősen szignifikáns csökkenését mutatta ki a SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtekben a többi kontrollkonstrukciót expresszáló sejtekhez képest (1d és e kiegészítő ábra).

Azt is megvizsgáltuk, hogy a kromoszómák összességében dekondenzáltabbnak tűnnek-e a SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT fúziós fehérje expressziója után. Bár úgy tűnt, hogy az élő képeken enyhe dekompaktáció volt megfigyelhető, a kromoszómák rögzítése és a szórás előkészítése során nem volt jelentős különbség.

Arra a következtetésre jutottunk, hogy a PREditOR hatékonyan tudja eltávolítani a H3K9me3-at, és specifikusan megzavarja a heterokromatint, felszabadítva a heterokromatint. R fülesek mint például a HP1α.Fontos, hogy a JMJD2D csak akkor távolítja el a heterokromatint, ha a kromoszómák pericentromer régióihoz van kötve.

A heterokromatin eltávolítása mitotikus felhalmozódást és kromoszóma szegregációs hibákat okoz

A heterokromatin eltávolítás sejtosztódásra gyakorolt ​​​​hatásának elemzésére a különböző SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjéket 48 órán keresztül expresszáltuk HeLa sejtekben, és megvizsgáltuk azok mitózisra gyakorolt ​​​​hatását. Eredményeink háromszoros növekedést mutatnak a SUV39H1ASET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtek mitotikus indexében a kontroll fúziós fehérjéket expresszáló sejtekhez képest (2a. ábra). A kontroll eredmények azt mutatják, hogy a SUV39H1ΔSET-EYFP pericentromer régiókhoz való kötődése nem zavarja a mitotikus progressziót, és hogy a mitotikus index növekedése a JMJD2D demetiláz aktivitásának köszönhető.

A heterokromatin eltávolítása megzavarja a mitózist és a kromoszóma szegregációt. a A mitotikus sejtek gyakoriságának elemzése a jelzett SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérjék expressziója után. Az adatok öt független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját képviselik. b Az egyes mitózisos fázisok gyakoriságának elemzése a mitózisok teljes számához viszonyítva. Az adatok hat független kísérlet átlagát és standard hibáját jelentik (s.e.m). c Reprezentatív IF képek, amelyek mitotikus rendellenességeket mutatnak a HeLa sejtekben. A képeken példák láthatók kromoszóma hidakra (tetejére), lemaradó kromoszómák (középső) és a nem kongresszált kromoszómák (alsó). d A kóros mitózisok gyakoriságának elemzése a jelzett SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjék expressziója után. Az adatok négy független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját képviselik. e A jelzett SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjék expressziója után hidakat vagy lemaradt kromoszómákat mutató mitotikus sejtek gyakoriságának elemzése. Az adatok négy független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját képviselik. f Reprezentatív IF-képek, amelyek interfázis-rendellenességeket mutatnak a HeLa sejtekben. A képeken egy mikronukleuszos sejt látható (tetejére), és egy kétmagvú sejt (alsó). g A fázisközi rendellenességek mennyiségi meghatározása a jelzett SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjék expressziója után. Az adatok három független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját képviselik. Csillagok statisztikailag szignifikáns különbségeket jeleznek az EYFP-hez képest (*P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 Diák t teszt)

A SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló profázis, metafázisú és anafázis sejtek szignifikánsan csökkent szintjét figyeltük meg a kontrollokhoz képest (2b. ábra). A telofázisban lévő sejtek gyakoriságában nem figyeltek meg különbséget, bár a citokinézisben lévő sejtek kismértékű növekedését észlelték.

A heterokromatin eltávolítás kromoszóma szegregációra gyakorolt ​​hatásának elemzése érdekében számszerűsítettük a mitotikus rendellenességek gyakoriságát a különböző SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjéket expresszáló HeLa sejtekben. Számszerűsítettük az anafázis hidak, a lemaradó kromoszómák, a metafázisban nem kongresszált kromoszómák és a hibás orsók gyakoriságát. Összességében a SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtek szignifikánsan megnövekedett abnormális mitózist mutattak a többi vektort expresszáló sejtekhez képest (40 vs 8-15%) (2c, d ábra). Különösen a SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtekben figyeltük meg a lemaradó kromoszómák és hidak szignifikánsan megnövekedett gyakoriságát (2e. ábra). Bár a pericentrin festés alapján nem volt szignifikáns növekedés a multipoláris orsók számában, más orsó-rendellenességek magas gyakoriságát tapasztaltuk (2. kiegészítő ábra). A mitotikus rendellenességek megnövekedett gyakoriságával összhangban a mikronukleusok, a kromoszóma szegregációs hibákra érzékeny riporterek szignifikánsan megnövekedett gyakoriságát is megfigyeltük az SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló interfázisos sejtekben a kontrollokhoz képest (13 vs 4–6%) (13 vs. 2f, g).

Ezek az adatok arra utalnak, hogy a heterokromatin szükséges a helyes kromoszóma szegregációhoz a mitózis során, és eltávolítása megzavarja a mitotikus progressziót és a kromoszóma szegregáció hűségét.

A heterokromatin zavarása centromerhibákhoz vezet

A Centromerek irányítják a kinetochore összeállítását, egy több fehérje komplexet, amely mikrotubulusokhoz kötődik, és irányítja a kromoszóma szegregációt (Fukagawa és Earnshaw 2014). Egyes kinetochore fehérjékről, köztük a Mis12 komplexről azonban beszámoltak, hogy a központi centrokromatint szegélyező heterokromatinhoz kötődnek (Obuse et al. 2004). Tekintettel a fentebb közölt kromoszóma szegregációs hibákra, megkérdeztük, hogy a heterokromatin eltávolítása összefügg-e a kinetochore hibákkal.

A HEC1 külső kinetochore fehérje immunfluoreszcens festését a különböző SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérjék 48 órás expressziója után végeztük (az az időpont, amikor a kromoszóma szegregációban jelentős hibákat figyeltünk meg). Enyhe, de szignifikáns csökkenést figyeltünk meg a HEC1 szintjében az összes SUV39H1ASET-EYFP vektort expresszáló sejtekben a transzfekciós kontrollhoz képest (3a., b. ábra). Ez arra utal, hogy a SUV39H1ΔSET-EYFP kötődése önmagában hatással van a kinetochore szerkezetére.

A heterokromatin eltávolítása centromer defektusokhoz vezet. a A jelzett SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérjéket expresszáló és HEC1-re festett HeLa sejtek reprezentatív immunfluoreszcens képei. Skálasáv 10 μm. b A HEC1 festődés fluoreszcens jeleinek mennyiségi meghatározása az (a) pont szerint transzfektált egyedi sejtekben, tetszőleges fluoreszcencia egységként (A.F.U.) ábrázolva. Tömör rudak két független kísérlet mediánját jelzik és hibasávok jelentik az átlag standard hibáját (s.e.m). c Reprezentatív immunfluoreszcens képek, amelyek prometafázisos sejteket mutatnak lokalizált (tetejére) vagy szétszórt (alsó) SGO1, CENP-A centromer markerként. Skálasáv 10 μm. d Azon sejtek gyakoriságának elemzése, amelyek lokalizált vagy diszpergált SGO1 festődést mutatnak a jelzett SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérjék expressziója után. Az adatok három független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját képviselik

Bár az összes konstrukció statisztikailag szignifikánsan csökkent HEC1-szintet mutatott az EYFP-t expresszáló sejtekhez képest, a legnagyobb csökkenést a SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtekben figyelték meg (-49%). Kisebb csökkenést figyeltek meg a SUV39H1ΔSET-EYFP (–36%), SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D D195A (–24%) és SUV39H1ΔSET W61AY67A -EYFP-JMJD2D WT (–9%) sejtekben. Ezért a zavaró heterokromatin káros hatással van a kinetochore szerkezetére. A SUV39H1ΔSET modul domináns-negatív hatást fejthet ki azáltal, hogy versenyez R fülesek amelyek a H3K9me3-hoz kötődnek. Ez összhangban van azzal a megfigyeléssel, hogy a SUV39H1ASET kötő mutáns mutatta a legenyhébb fenotípust.

A pericentromer heterokromatint összefüggésbe hozták a kohezin metafázisban való fenntartásával (Nonaka et al. 2002). Profázis után a kohezin komplexek eltávolítódnak a kromoszóma karokból, de a centromereken megmaradnak a Shugoshin 1 (SGO1) aktivitása következtében (Losada et al. 2002). Tekintettel a heterokromatin és a kohezin közötti korábbi kapcsolatokra S. pombe (Nonaka et al. 2002), elemeztük az SGO1 lokalizációját a különböző SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjék HeLa sejtekben történő expressziója után. A transzfekciós kontrollokban az SGO1 egyértelmű centromer lokalizációt mutatott a sejtek 95%-ában (3c., d. ábra). A különböző SUV39H1ΔSET-EYFP fehérjék expressziója jelentősen megnövelte a kromoszómakarokon diszpergált SGO1-et tartalmazó sejtek gyakoriságát (3c., d. ábra). Így a SUV39H1ΔSET-EYFP pericentromer heterokromatinhoz való kötődése megzavarja az SGO1 centromer lokalizációját. A HEC1-festéshez hasonlóan a SUV39H1ASET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtek gyakrabban mutattak SGO1 lokalizációs hibákat, mint az egyéb SUV39H1ASET-EYFP kontrollokat expresszáló sejtek (3c, d ábra).

Arra a következtetésre jutottunk, hogy a pericentromerekhez kötődő SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjék enyhe hibákat okoznak a kinetokoron és az SGO1-en. Ezek a hibák azonban következetesen magasabbak a heterokromatin eltávolítása után.

A heterokromatin a kondenzinnel együttműködve fenntartja a centromer merevségét

Korábban mi és mások kimutattuk, hogy a kondenzin komplex fontos a centroméra merevségének megőrzésében (Gerlich et al. 2006 Ribeiro et al. 2009 Jaqaman et al. 2010). Feltételeztük, hogy a kondenzin befolyásolhatja a centromer heterokromatin megfelelőségét (Ribeiro et al. 2009). A heterokromatin eltávolításának a centromer merevségére gyakorolt ​​hatásának tesztelésére a különböző SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjéket HeLa sejtekben 48 órán keresztül expresszáltuk, és elemeztük a testvérkinetokorok közötti távolságokat a metafázisos kromoszómákon. A SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT expresszióját követően szignifikáns növekedést figyeltünk meg ebben a távolságban a kontrollokhoz képest (4a, b ábra). Ez alátámasztja azt az elképzelést, hogy a pericentromer heterokromatin szerepet játszik a centromer merevség fenntartásában.

A heterokromatin szükséges a centromer merevségének fenntartásához metafázisban. a Reprezentatív immunfluoreszcens képek a jelzett SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérjéket expresszáló és CENP-C-re és tubulinra festett HeLa-sejtekről. b Az intercentromer távolságok mennyiségi meghatározása feszültség alatt álló kromoszómákban a jelzett SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjék expressziója után. Az adatok három független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját képviselik. c A jelzett siRNS-sel és DNS-ekkel transzfektált teljes HeLa sejtfehérje kivonat immunblotja. Immunoblot az SMC2-hez Tubulinnal betöltési kontrollként. d A jelzett SUV39H1ASET-EYFP fúziós fehérjéket expresszáló és a jelzett siRNS-sel transzfektált HeLa sejtek reprezentatív immunfluoreszcens képei. e Intercentromer távolságok mennyiségi meghatározása feszültség alatt álló kromoszómákban a jelzett SUV39H1ΔSET-EYFP fúziós fehérjék és siRNS-ek expressziója után. Az adatok három független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját képviselik. Csillagok statisztikailag szignifikáns különbségeket jeleznek az EYFP-hez képest (*P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 Diák t teszt)

Annak érdekében, hogy megvizsgáljuk hipotézisünket, miszerint a kondenzin és a heterokromatin között kölcsönhatás áll fenn a centromer merevség fenntartásában, részben kimerítettük az SMC2-t a HeLa sejtekben publikált siRNS-ek segítségével (Gerlich et al. 2006). A Western blot analízis 61%-os csökkenést mutatott az SMC2 szintjében az siRNS transzfekció után (3a. kiegészítő ábra). Ezt megerősítette az immunfluoreszcens elemzés, amely a kromoszómák SMC2 szintjének csökkenését mutatta a kontroll siRNS-hez képest (3b. kiegészítő ábra). Bár az SMC2 39%-a a sejtekben maradt ilyen körülmények között, megfigyeltük a kondenzin-kimerült sejtek jellegzetes fenotípusait, beleértve a kromoszóma morfológiájában bekövetkezett drámai változásokat, a lemaradó kromoszómák gyakoriságának növekedését és a kromoszómahidakat (3b. és c. kiegészítő ábra).

Miután megállapítottuk az SMC2 siRNS-sel történő kimerülésének feltételeit, elemeztük a metafázisú kromoszómák intercentromer távolságait, miután SUV39H1ΔSET-EYFP vagy SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT expresszáltuk SMC2 depléció jelenlétében vagy hiányában (4c. ábra). Csoportunk korábbi eredményeivel (Ribeiro et al. 2009) összhangban erős növekedést figyeltünk meg az intercentromer távolságokban az SMC2-től kimerült sejtekben a kontroll siRNS-sel transzfektált sejtekhez képest (4d. ábra, e). Meglepő módon elemzésünk az SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtekben az intercentromer távolságok további jelentős növekedését mutatta ki az SUV39H1ΔSET-EYFP-t expresszáló kontrollokhoz képest. Ez a heterokromatin eltávolítására kifejtett további hatás az SMC2 jelenlétében és hiányában is megfigyelhető volt (4d., e. ábra).

Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a heterokromatin együttműködik a kondenzinnel a centromer merevség fenntartása érdekében. A megfigyelt hatás additív jellege azonban arra utal, hogy a kondenzin és a heterokromatin legalább részben független szerepet játszik.

A heterokromatin nélkülözhetetlen a kromoszóma utaskomplexum megfelelő lokalizációjához

A Survivin, az INCENP, a Borealin és katalitikus alegysége, az Aurora B kináz kromoszóma-utas komplexuma (CPC) a mitózis során különböző célpontokhoz lokalizálódik, ahol szabályozza a legfontosabb mitotikus eseményeket (Carmena et al. 2012). A korai mitózisban a CPC a belső centromerákon lokalizálódik, ahol biztosítja, hogy a kinetochore-microtubulus csatlakozások helyesek legyenek, és szabályozza az orsó összeállításának ellenőrzési pontját. Az anafázis során átkerül a középzónába, ahol szabályozza a citokinézis kiteljesedését (5a. ábra) (Carmena et al. 2012).

A heterokromatin eltávolítása megzavarja a kromoszómális utasok lokalizációját mitózisban. a, b Reprezentatív immunfluoreszcenciás képek a SUV39H1ΔSET-EYFP-t expresszáló HeLa sejtekről (a) vagy SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT (b) fúziós fehérjét, és Survivinre és Tubulinra festették. Skálasáv 10 μm. c A prometafázisban és metafázisban diszpergált CPC-t mutató sejtek gyakoriságának elemzése a jelzett SUV39H1ASET fúziós fehérjék expressziója után. Az adatok két független kísérlet átlagának (s.e.m) átlagát és standard hibáját jelentik. Csillagok statisztikailag szignifikáns különbségeket jeleznek az EYFP-hez képest (*P < 0,05, **P < 0,01 Diák t teszt)

Beszámoltak arról, hogy a centromer HP1 a CPC-t a centromerekre célozza a korai mitózisban (Ainsztein et al. 1998 Liu et al. 2014). Annak érdekében, hogy tanulmányozzuk a heterokromatin szerepét a CPC centromereken történő lokalizációjában, a különböző SUV39H1ΔSET-EYFP vektorokat expresszáltuk HeLa sejtekben 48 órán keresztül, és elemeztük a CPC lokalizációját Survivin festéssel (5a, b ábra). A SUV39H1ASET-EYFP-t expresszáló kontrollsejtekben a CPC a centromereken koncentrálódik a prometafázis alatt (5a., c. ábra). Meglepő módon az SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT-t expresszáló sejtek immunfluoreszcencia analízise azt mutatta, hogy korai mitózisban megnövekedett azon sejtek gyakorisága, amelyekben a CPC diszpergált a kromoszómakarokon (5b., c. ábra). Ezen túlmenően, a késői mitózisban a CPC középzónába történő átvitelének hibáit figyeltük meg (5a., b. ábra, alsó panelek). A SUV39H1ΔSET-EYFP-JMJD2D WT expressziója a sejtek megnövekedett gyakoriságához vezetett a késői mitózisban, amelyben a CPC a kromoszómákhoz kötődik, és nem tudott az orsó középső zónájában koncentrálni.

Arra a következtetésre jutottunk, hogy a heterokromatin szükséges a CPC hatékony lokalizációjához a centromereken, valamint a középzónába való átviteléhez késői mitózisban.


Szerzői információk

Kapcsolatok

A Japán Tudományos és Technológiai Ügynökség (JST), National Institute of Genetics és The Graduate University for Advanced Studies, Mishima, 411-8540, Shizuoka, Japán, előzetes kutatása az embrionális tudomány és technológia számára (PRESTO)

Tatsuo Fukagawa, Masahiro Nogami és Mitsuko Yoshikawa

Institute of Comprehensive Medical Science, Fujita Health University, Toyoake, 470-1101, Aichi, Japán

Masashi Ikeno és Tuneko Okazaki

Biokémiai Tanszék, Miyazaki Medical College, Kiyotake, 889-1692, Miyazaki, Japán

Yasunari Takami és Tatsuo Nakayama

Orvosbiológiai Tudományok Tanszéke, Regeneratív Orvostudományi és Biofunkciós Intézet, Doktori Iskola Orvostudományi Egyetem, Tottori Egyetem, Nishimachi 86, Yonago, 683-8503, Tottori, Japán


Tartalom

Az első humán genomszekvenciákat csaknem teljes vázlat formájában 2001 februárjában tette közzé a Human Genome Project [15] és a Celera Corporation. [16] A Human Genome Project szekvenálási erőfeszítéseinek befejezését 2004-ben jelentették be a genomszekvencia tervezetének közzétételével, amely mindössze 341 hézagot hagyott a szekvenciában, ami erősen ismétlődő és más DNS-t képvisel, amelyet nem lehetett szekvenálni a rendelkezésre álló technológiával. idő. [8] A gerincesek közül az emberi genom volt az első, amelyet ilyen majdnem teljessé szekvenáltak, és 2018-ig több mint egymillió ember diploid genomját határozták meg a következő generációs szekvenálás segítségével. [17] 2021-ben arról számoltak be, hogy a T2T konzorcium minden hiányosságot pótolt. Így jött létre egy teljes emberi genom, hézagok nélkül. [18]

Ezeket az adatokat világszerte használják az orvosbiológiai tudományban, az antropológiában, a törvényszéki orvostudományban és más tudományágakban. Az ilyen genomikai vizsgálatok előrehaladást eredményeztek a betegségek diagnosztizálásában és kezelésében, és új felismerésekhez vezettek a biológia számos területén, beleértve az emberi evolúciót is.

2016 júniusában a tudósok hivatalosan bejelentették a HGP-Write-ot, az emberi genom szintetizálásának tervet. [19] [20]

Bár az emberi genom projekt „befejezését” 2001-ben bejelentették, [14] több száz hiányosság maradt, és a teljes szekvencia körülbelül 5–10%-a maradt meghatározatlan. A hiányzó genetikai információ többnyire ismétlődő heterokromatikus régiókban, valamint a centromerek és telomerek közelében, de néhány génkódoló eukromatikus régióban is előfordult. [21] 2015-ben 160 eukromatikus rés maradt, amikor további 50, korábban nem szekvenált régiót felölelő szekvenciákat határoztak meg. [22] Csak 2020-ban határozták meg az emberi kromoszóma első valóban teljes telomer-telomer szekvenciáját, nevezetesen az X kromoszómát. [23]

Az emberi referenciagenom teljes hossza, amely nem reprezentálja egyetlen egyed szekvenciáját sem, meghaladja a 3 milliárd bázispárt. A genom 22 páros kromoszómára szerveződik, amelyeket autoszómáknak neveznek, plusz a 23. nemi kromoszómapárba (XX) a nőknél és (XY) a férfiaknál. Ezek mind nagy lineáris DNS-molekulák, amelyek a sejtmagban találhatók. A genom magában foglalja a mitokondriális DNS-t is, egy viszonylag kicsi, kör alakú molekulát, amely a mitokondriumokban több másolatban is jelen van.

Humán referencia genom adatok kromoszómánként [24]
Kromoszóma Hossz
(mm)
Bázis
párok
Variációk Fehérje-
kódolás
gének
Ál-
gének
Teljes
hosszú
ncRNS
Teljes
kicsi
ncRNS
miRNS rRNS snRNS snoRNS Egyéb
ncRNS
Linkek Centromere
pozíció
(Mbp)
Halmozott
(%)
1 85 248,956,422 12,151,146 2058 1220 1200 496 134 66 221 145 192 EBI 125 7.9
2 83 242,193,529 12,945,965 1309 1023 1037 375 115 40 161 117 176 EBI 93.3 16.2
3 67 198,295,559 10,638,715 1078 763 711 298 99 29 138 87 134 EBI 91 23
4 65 190,214,555 10,165,685 752 727 657 228 92 24 120 56 104 EBI 50.4 29.6
5 62 181,538,259 9,519,995 876 721 844 235 83 25 106 61 119 EBI 48.4 35.8
6 58 170,805,979 9,130,476 1048 801 639 234 81 26 111 73 105 EBI 61 41.6
7 54 159,345,973 8,613,298 989 885 605 208 90 24 90 76 143 EBI 59.9 47.1
8 50 145,138,636 8,221,520 677 613 735 214 80 28 86 52 82 EBI 45.6 52
9 48 138,394,717 6,590,811 786 661 491 190 69 19 66 51 96 EBI 49 56.3
10 46 133,797,422 7,223,944 733 568 579 204 64 32 87 56 89 EBI 40.2 60.9
11 46 135,086,622 7,535,370 1298 821 710 233 63 24 74 76 97 EBI 53.7 65.4
12 45 133,275,309 7,228,129 1034 617 848 227 72 27 106 62 115 EBI 35.8 70
13 39 114,364,328 5,082,574 327 372 397 104 42 16 45 34 75 EBI 17.9 73.4
14 36 107,043,718 4,865,950 830 523 533 239 92 10 65 97 79 EBI 17.6 76.4
15 35 101,991,189 4,515,076 613 510 639 250 78 13 63 136 93 EBI 19 79.3
16 31 90,338,345 5,101,702 873 465 799 187 52 32 53 58 51 EBI 36.6 82
17 28 83,257,441 4,614,972 1197 531 834 235 61 15 80 71 99 EBI 24 84.8
18 27 80,373,285 4,035,966 270 247 453 109 32 13 51 36 41 EBI 17.2 87.4
19 20 58,617,616 3,858,269 1472 512 628 179 110 13 29 31 61 EBI 26.5 89.3
20 21 64,444,167 3,439,621 544 249 384 131 57 15 46 37 68 EBI 27.5 91.4
21 16 46,709,983 2,049,697 234 185 305 71 16 5 21 19 24 EBI 13.2 92.6
22 17 50,818,468 2,135,311 488 324 357 78 31 5 23 23 62 EBI 14.7 93.8
x 53 156,040,895 5,753,881 842 874 271 258 128 22 85 64 100 EBI 60.6 99.1
Y 20 57,227,415 211,643 71 388 71 30 15 7 17 3 8 EBI 10.4 100
mtDNS 0.0054 16,569 929 13 0 0 24 0 2 0 0 0 EBI N/A 100
teljes 3,088,286,401 155,630,645 20412 14600 14727 5037 1756 532 1944 1521 2213

Az eredeti elemzés az Ensembl adatbázisban jelent meg az Európai Bioinformatikai Intézetben (EBI) és a Wellcome Trust Sanger Institute-ban.A kromoszómahosszok becslése a bázispárok számának 0,34 nanométerrel való megszorzásával (a DNS kettős hélix legáltalánosabb szerkezetében a bázispárok közötti távolság, az emberi kromoszóma hosszának legutóbbi becslése frissített adatjelentések alapján 205,00 cm a diploid férfi genom esetében és 208,23 cm nőstényeknél 6,41, illetve 6,51 pikogramm (pg) súlynak felel meg [25] ). A fehérjék száma a kezdeti prekurzor mRNS-transzkriptumok számán alapul, és nem tartalmazza az alternatív pre-mRNS-splicing termékeit vagy a fehérjeszerkezet transzláció után bekövetkező módosításait.

A variációk egyedi DNS-szekvencia-különbségek, amelyeket az Ensembl által 2016 decemberében elemzett egyedi humán genomszekvenciákban azonosítottak. Az azonosított variációk száma várhatóan növekedni fog, ahogy további személyes genomokat szekvenálnak és elemeznek. A táblázatban látható géntartalom mellett nagyszámú, nem expresszált funkcionális szekvenciát azonosítottak az emberi genomban (lásd alább). Nyitott ablakokat kapcsol a referencia kromoszóma szekvenciákhoz az EBI genomböngészőben.

A kicsi, nem kódoló RNS-ek olyan 200 bázisból álló RNS-ek, amelyek nem rendelkeznek fehérjekódoló potenciállal. Ide tartoznak a mikroRNS-ek vagy miRNS-ek (a génexpresszió poszt-transzkripciós szabályozói), kis nukleáris RNS-ek vagy snRNS-ek (a spliceoszómák RNS-komponensei), valamint a kis nukleoláris RNS-ek vagy a snoRNS-ek (amelyek más RNS-molekulák kémiai módosításainak irányításában vesznek részt). A hosszú, nem kódoló RNS-ek 200 bázisnál hosszabb RNS-molekulák, amelyek nem rendelkeznek fehérjekódoló potenciállal. Ide tartoznak: riboszómális RNS-ek vagy rRNS-ek (a riboszómák RNS-komponensei) és számos más hosszú RNS, amelyek részt vesznek a génexpresszió szabályozásában, a DNS-nukleotidok és hisztonfehérjék epigenetikai módosításaiban, valamint a fehérjekódoló aktivitás szabályozásában. gének. A kis eltérések az összes kis ncRNS száma és a kis ncNRA-k specifikus típusai között abból adódnak, hogy az előbbi értékeket az Ensembl 87-es kiadásából, az utóbbit pedig az Ensembl 68-as kiadásából származtatják.

A gének száma az emberi genomban nem teljesen világos, mivel számos transzkriptum funkciója továbbra is tisztázatlan. Ez különösen igaz a nem kódoló RNS-re. A fehérjét kódoló gének száma ismertebb, de még mindig nagyjából 1400 megkérdőjelezhető gén létezik, amelyek vagy kódolnak funkcionális fehérjéket, vagy nem kódolnak, amelyeket általában rövid nyitott leolvasási keretek kódolnak.

Eltérések az emberi génszám becslésében a különböző adatbázisok között 2018 júliusában [26]
Gencode [27] Együttes [28] Refseq [29] SAKK [30]
fehérjét kódoló gének 19,901 20,376 20,345 21,306
lncRNS gének 15,779 14,720 17,712 18,484
antiszensz RNS 5501 28 2694
vegyes RNS 2213 2222 13,899 4347
Pszeudogének 14,723 1740 15,952
összes átirat 203,835 203,903 154,484 328,827

Információs tartalom Szerk

A haploid emberi genom (23 kromoszóma) körülbelül 3 milliárd bázispár hosszú, és körülbelül 30 000 gént tartalmaz. [31] Mivel minden bázispár 2 bittel kódolható, ez körülbelül 750 megabájt adat. Egy egyedi szomatikus (diploid) sejt ennek kétszeresét, azaz körülbelül 6 milliárd bázispárt tartalmaz. A férfiaknak kevesebb, mint a nőknek, mivel az Y kromoszóma körülbelül 57 millió bázispárból áll, míg az X kromoszóma körülbelül 156 millió. Mivel az egyes genomok szekvenciája kevesebb, mint 1%-kal tér el egymástól, egy adott ember genomjának variációi egy közös referenciából veszteségmentesen tömöríthetők nagyjából 4 megabájtra. [32]

A genom entrópia rátája jelentősen eltér a kódoló és a nem kódoló szekvenciák között. Ez közel van a kódoló szekvenciáknál a maximum 2 bithez bázispáronként (kb. 45 millió bázispár), de kevesebb a nem kódoló részek esetében. 1,5 és 1,9 bit között mozog bázispáronként az egyes kromoszómák esetében, kivéve az Y-kromoszómát, amelynek entrópia aránya 0,9 bit/bázispár alatt van. [33]

Az emberi genom tartalmát általában kódoló és nem kódoló DNS-szekvenciákra osztják. A kódoló DNS-nek azokat a szekvenciákat nevezzük, amelyek az emberi életciklus során mRNS-sé írhatók át és fehérjékké transzlálhatók, ezek a szekvenciák a genomnak csak egy kis részét foglalják el (<2%). A nem kódoló DNS mindazokból a szekvenciákból áll (a genom kb. 98%-a), amelyeket nem használnak fehérjék kódolására.

Egyes nem kódoló DNS fontos biológiai funkciókkal rendelkező RNS-molekulák génjeit tartalmazza (nem kódoló RNS, például riboszómális RNS és transzfer RNS). A nem kódoló DNS funkciójának és evolúciós eredetének feltárása a kortárs genomkutatás egyik fontos célja, beleértve az ENCODE (DNS Elements Encyclopedia) projektet is, amelynek célja a teljes emberi genom felmérése, különféle kísérleti eszközök felhasználásával, amelyek eredményei tájékoztató jellegűek. a molekuláris aktivitás.

Mivel a nem kódoló DNS nagymértékben meghaladja a kódoló DNS-t, a szekvenált genom fogalma fókuszáltabb analitikai fogalommá vált, mint a DNS-t kódoló gén klasszikus koncepciója. [34] [35]

A fehérjét kódoló szekvenciák az emberi genom legszélesebb körben tanulmányozott és legjobban megértett összetevőjét képviselik. Ezek a szekvenciák végső soron az összes humán fehérje termelődéséhez vezetnek, bár számos biológiai folyamat (pl. DNS átrendeződés és alternatív pre-mRNS splicing) a fehérjét kódoló gének számánál sokkal több egyedi fehérje előállításához vezethet. A genom teljes moduláris fehérjekódoló képességét az exóm tartalmazza, és olyan DNS-szekvenciákból áll, amelyeket exonok kódolnak, és amelyek fehérjékké fordíthatók. Biológiai jelentősége és az a tény, hogy a genomnak kevesebb mint 2%-át teszi ki, az exóm szekvenálása volt a Human Genome Project első jelentős mérföldköve.

A fehérjét kódoló gének száma. Körülbelül 20 000 emberi fehérjét jelöltek meg olyan adatbázisokban, mint például az Uniprot. [37] Történelmileg a fehérjegének számának becslései igen változatosak voltak, az 1960-as évek végén 2 000 000-ig terjedtek, [38] de az 1970-es évek elején több kutató rámutatott, hogy a káros mutációkból származó becsült mutációs terhelés felső határt állított hozzávetőleg 40 000 a funkcionális lókuszok teljes számához (ez magában foglalja a fehérjét kódoló és a funkcionális nem kódoló géneket is). [39] Az emberi fehérjét kódoló gének száma nem lényegesen nagyobb, mint sok kevésbé összetett organizmusé, mint például az orsóféreg és a gyümölcslégy. Ez a különbség az alternatív pre-mRNS splicing széles körű alkalmazásából adódhat emberben, amely nagyon nagy számú moduláris fehérje felépítését teszi lehetővé exonok szelektív beépülése révén.

Fehérje kódoló kapacitás kromoszómánként. A fehérjét kódoló gének egyenetlenül oszlanak el a kromoszómák között, néhány tucattól több mint 2000-ig terjednek, és különösen nagy a génsűrűség az 1., 11. és 19. kromoszómán belül. Mindegyik kromoszóma különféle génben gazdag és génszegény régiókat tartalmaz, amelyek korrelálhat a kromoszómasávokkal és a GC-tartalommal. [40] A génsűrűség ezen nem véletlenszerű mintázatainak jelentősége nem teljesen ismert. [41]

A fehérjét kódoló gének mérete. A fehérjét kódoló gének mérete az emberi genomban óriási változékonyságot mutat. Például a H1a hiszton (HIST1HIA) génje viszonylag kicsi és egyszerű, hiányoznak belőle intronok, és egy 781 nukleotid hosszúságú mRNS-t kódol, amely 215 aminosavból álló fehérjét termel a 648 nukleotidból álló nyitott leolvasási keretéből. A dystrophin (DMD) volt a legnagyobb fehérjét kódoló gén a 2001-es humán referenciagenomban, összesen 2,2 millió nukleotidot ölelt fel [42], míg a frissített humán genom adatok újabb szisztematikus metaanalízise egy még nagyobb fehérjét kódoló gént azonosított. RBFOX1 (RNS-kötő fehérje, fox-1 homológ 1), amely összesen 2,47 millió nukleotidot ölel fel. [43] A titin (TTN) rendelkezik a leghosszabb kódoló szekvenciával (114 414 nukleotid), a legtöbb exonnal (363), [42] és a leghosszabb egyetlen exonnal (17 106 nukleotid). A teljes genomra kiterjedő, fehérjét kódoló gének kurált halmazán alapuló becslések szerint a medián méret 26 288 nukleotid (átlag = 66 577), a medián exonméret 133 nukleotid (átlag = 309), az exonok számának mediánja 8 ( átlag = 11), a medián kódolt fehérje pedig 425 aminosav hosszúságú (átlag = 553). [43]

Példák humán fehérjét kódoló génekre [44]
Fehérje Chrom Gén Hossz Exonok Exon hossza Intron hossza Alt toldás
2-es típusú emlőrák-érzékenységi fehérje 13 BRCA2 83,736 27 11,386 72,350 Igen
Cisztás fibrózis transzmembrán konduktancia szabályozó 7 CFTR 202,881 27 4,440 198,441 Igen
citokróm b MT MTCYB 1,140 1 1,140 0 nem
Dystrophin x DMD 2,220,381 79 10,500 2,209,881 Igen
Gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz 12 GAPDH 4,444 9 1,425 3,019 Igen
Hemoglobin béta alegység 11 HBB 1,605 3 626 979 nem
Hiszton H1A 6 HIST1H1A 781 1 781 0 nem
Titin 2 TTN 281,434 364 104,301 177,133 Igen

A nem kódoló DNS a genomon belüli összes olyan DNS-szekvenciaként definiálható, amely nem található meg a fehérjét kódoló exonokban, és így soha nem szerepel az expresszált fehérjék aminosavszekvenciájában. E meghatározás szerint az emberi genomok több mint 98%-a ncDNS-ből áll.

A nem kódoló DNS számos osztályát azonosították, beleértve a nem kódoló RNS génjeit (például tRNS és rRNS), pszeudogéneket, intronokat, az mRNS nem lefordított régióit, szabályozó DNS-szekvenciákat, ismétlődő DNS-szekvenciákat és mobil genetikai elemekkel kapcsolatos szekvenciákat.

Számos, a génekben található szekvenciát nem kódoló DNS-ként is definiálnak. Ide tartoznak a nem kódoló RNS génjei (például tRNS, rRNS) és a fehérjét kódoló gének nem transzlált komponensei (például intronok és az mRNS 5' és 3' nem transzlált régiói).

A fehérjét kódoló szekvenciák (pontosabban a kódoló exonok) az emberi genom kevesebb mint 1,5%-át teszik ki. [14] Ezenkívül az emberi genom körülbelül 26%-a intron. [45] A gének (exonok és intronok) és az ismert szabályozó szekvenciák (8–20%) mellett az emberi genom nem kódoló DNS-régiókat is tartalmaz. A sejtfiziológiában szerepet játszó nem kódoló DNS pontos mennyiségéről heves vita folyik. Az ENCODE projekt közelmúltbeli elemzése azt mutatja, hogy a teljes emberi genom 80%-a vagy átíródik, szabályozó fehérjékhez kötődik, vagy valamilyen más biokémiai aktivitáshoz kapcsolódik. [12]

Továbbra is vitatott azonban, hogy mindezen biokémiai aktivitások hozzájárulnak-e a sejtfiziológiához, vagy ennek jelentős része az eredő transzkripciós és biokémiai zaj, amelyet a szervezetnek aktívan ki kell szűrnie. [46] A fehérjét kódoló szekvenciák, intronok és szabályozó régiók kivételével a nem kódoló DNS nagy része a következőkből áll: Sok olyan DNS-szekvencia, amelyek nem játszanak szerepet a génexpresszióban, fontos biológiai funkciókat töltenek be. Az összehasonlító genomikai vizsgálatok azt mutatják, hogy a genom körülbelül 5%-a nem kódoló DNS-szekvenciákat tartalmaz, amelyek erősen konzerváltak, időnként több százmillió évre is kiterjednek, ami arra utal, hogy ezekre a nem kódoló régiókra erős evolúciós nyomás és pozitív szelekció nehezedik. [47]

Ezen szekvenciák közül sok szabályozza a kromoszómák szerkezetét azáltal, hogy korlátozza a heterokromatin képződési régióit, és szabályozza a kromoszómák szerkezeti jellemzőit, például a telomereket és centromereket. Más nem kódoló régiók szolgálnak a DNS-replikáció origójaként. Végül számos régiót írnak át funkcionális nem kódoló RNS-vé, amelyek szabályozzák a fehérjét kódoló gének expresszióját (például [48] ), az mRNS transzlációt és stabilitást (lásd miRNS), a kromatin szerkezetét (beleértve például a hiszton módosításokat [49]), DNS-t. metiláció (például [50] ), DNS-rekombináció (például [51] ) és más nem kódoló RNS-ek keresztszabályozása (például [52]). Valószínű az is, hogy sok átírt nem kódoló régió nem tölt be semmilyen szerepet, és ez a transzkripció a nem specifikus RNS-polimeráz aktivitás eredménye. [46]

Pseudogenes Edit

A pszeudogének fehérjét kódoló gének inaktív másolatai, amelyeket gyakran génduplikáció hoz létre, és amelyek az inaktiváló mutációk felhalmozódása következtében működésképtelenné váltak. A humán genomban a pszeudogének száma 13 000 nagyságrendű, [53] és egyes kromoszómákban közel azonos a funkcionális fehérjét kódoló gének számával. A génduplikáció egy fő mechanizmus, amelyen keresztül új genetikai anyag keletkezik a molekuláris evolúció során.

Például a szaglóreceptor géncsalád az egyik legjobban dokumentált példa a pszeudogénekre az emberi genomban. A családba tartozó gének több mint 60 százaléka nem működőképes pszeudogén emberben. Összehasonlításképpen, az egér szaglóreceptor géncsaládjában a gének mindössze 20 százaléka pszeudogén. A kutatások azt sugallják, hogy ez egy fajspecifikus jellemző, mivel a legközelebbi rokon főemlősök mindegyike arányosan kevesebb pszeudogénnel rendelkezik. Ez a genetikai felfedezés segít megmagyarázni az emberek kevésbé akut szaglását, mint más emlősöknél. [54]

A nem kódoló RNS (ncRNS) génjei Szerk

A nem kódoló RNS-molekulák számos alapvető szerepet játszanak a sejtekben, különösen a fehérjeszintézis és az RNS-feldolgozás számos reakciójában. A nem kódoló RNS közé tartozik a tRNS, a riboszomális RNS, a mikroRNS, az snRNS és más nem kódoló RNS gének, beleértve körülbelül 60 000 hosszú, nem kódoló RNS-t (lncRNS). [12] [55] [56] [57] Bár a bejelentett lncRNS gének száma folyamatosan növekszik, és a pontos számot az emberi genomban még nem határozták meg, sok közülük nem működőképes. [58]

Számos ncRNS kritikus eleme a génszabályozásnak és -expressziónak. A nem kódoló RNS hozzájárul az epigenetikához, a transzkripcióhoz, az RNS splicinghez és a transzlációs gépezethez is. Az RNS szerepe a genetikai szabályozásban és a betegségekben a feltáratlan genomi komplexitás új potenciális szintjét kínálja. [59]

Az mRNS intronjai és nem lefordított régiói Szerk

A különálló gének által kódolt ncRNS-molekulákon kívül a fehérjét kódoló gének kezdeti transzkriptumai általában kiterjedt nem kódoló szekvenciákat tartalmaznak, intronok, 5'-nem transzlált régiók (5'-UTR) és 3'-nem transzlált régiók formájában. (3'-UTR). Az emberi genom legtöbb fehérjét kódoló génjében az intronszekvenciák hossza 10-100-szorosa az exonszekvenciák hosszának.

Szabályozó DNS-szekvenciák Szerk

Az emberi genomban számos különböző szabályozó szekvencia található, amelyek kulcsfontosságúak a génexpresszió szabályozásában. Óvatos becslések szerint ezek a szekvenciák a genom 8%-át teszik ki, [60] azonban az ENCODE projekt extrapolációi szerint a genom 20 [61] -40%-a [62] génszabályozó szekvencia. A nem kódoló DNS bizonyos típusai genetikai „kapcsolók”, amelyek nem kódolnak fehérjéket, de szabályozzák, hogy a gének mikor és hol fejeződnek ki (ezt enhanszernek nevezik). [63]

A szabályozási szekvenciák az 1960-as évek vége óta ismertek. [64] Az emberi genom szabályozó szekvenciáinak első azonosítása rekombináns DNS-technológián alapult. [65] Később, a genomiális szekvenálás megjelenésével ezeknek a szekvenciáknak az azonosítására az evolúciós konzerváció alapján lehetett következtetni. A főemlősök és az egér közötti evolúciós ág például 70-90 millió évvel ezelőtt történt. [66] Tehát a konzervált, nem kódoló szekvenciákat azonosító génszekvenciák számítógépes összehasonlítása jelzi a fontosságukat az olyan feladatokban, mint a génszabályozás. [67]

Más genomokat is szekvenáltak ugyanilyen szándékkal, hogy segítsék a megőrzés által irányított módszereket, például a pufferfish genomot. [68] A szabályozó szekvenciák azonban az evolúció során nagy sebességgel eltűnnek és újra fejlődnek. [69] [70] [71]

2012-től kezdődően az erőfeszítések a DNS és a szabályozó fehérjék közötti kölcsönhatások felkutatására irányulnak a ChIP-Seq technikával, vagy olyan hézagokat, ahol a DNS-t nem csomagolják be hisztonok (DNáz-túlérzékeny helyek), amelyek mindkettő megmutatja, hol vannak aktív szabályozó szekvenciák a vizsgált sejttípus. [60]

Ismétlődő DNS-szekvenciák Szerk

Az ismétlődő DNS-szekvenciák az emberi genom körülbelül 50%-át teszik ki. [72]

Az emberi genom körülbelül 8%-a tandem DNS-tömbökből vagy tandem ismétlődésekből áll, alacsony komplexitású ismétlődő szekvenciák, amelyek több szomszédos kópiával rendelkeznek (például „CAGCAGCAG.”). [73] A tandem szekvenciák változó hosszúságúak lehetnek, két nukleotidtól több tíz nukleotidig. Ezek a szekvenciák nagyon változatosak, még a közeli rokonok között is, ezért genealógiai DNS-vizsgálatokhoz és igazságügyi DNS-elemzésekhez használják őket. [74]

Tíznél kevesebb nukleotidból álló ismétlődő szekvenciák (például a dinukleotid ismétlődés (AC))n) mikroszatellit szekvenciáknak nevezzük. A mikroszatellit szekvenciák közül a trinukleotid ismétlődések különösen fontosak, mivel néha előfordulnak a gének fehérjéket kódoló régióiban, és genetikai rendellenességekhez vezethetnek. Például a Huntington-kór a trinukleotid ismétlődés (CAG) kiterjedésének következménye.n belül Huntingtin gén a humán kromoszómán 4. A telomerek (a lineáris kromoszómák végei) a szekvencia mikroszatellit hexanukleotid ismétlődésével végződnek (TTAGGG)n.

A hosszabb szekvenciák tandem ismétlődéseit (10-60 nukleotid hosszú ismétlődő szekvenciák tömbjei) miniszatelliteknek nevezzük.

Mobil genetikai elemek (transzpozonok) és relikviáik Szerk

A transzponálható genetikai elemek, azok a DNS-szekvenciák, amelyek képesek replikálni és beilleszteni maguknak másolatait a gazdagenom más helyeire, bőséges alkotóelemei az emberi genomnak. A leggyakrabban előforduló transzpozon vonal, Alu, körülbelül 50 000 aktív kópiával rendelkezik, [75] és beilleszthető intragenikus és intergenikus régiókba. [76] Egy másik vonal, a LINE-1 genomonként körülbelül 100 aktív kópiával rendelkezik (a szám emberenként változó). [77] A régi transzpozonok nem működő maradványaival együtt a teljes emberi DNS több mint felét teszik ki. [78] A néha „ugrógéneknek” nevezett transzpozonok jelentős szerepet játszottak az emberi genom kialakításában. E szekvenciák némelyike ​​endogén retrovírusokat, olyan vírusszekvenciák DNS-másolatát képviseli, amelyek véglegesen beépültek a genomba, és mára továbbadódnak a következő generációknak.

Az emberi genomban lévő mobil elemek LTR retrotranszpozonokba (a teljes genom 8,3%-a), SINE-kbe (a teljes genom 13,1%-a), beleértve az Alu-elemeket, LINE-okba (a teljes genom 20,4%-a), SVA-kba és II. osztályú DNS-transzpozonokba (2,9%) sorolhatók. teljes genomból).

Humán referenciagenom Szerk

Az egypetéjű ikrek kivételével minden embernél jelentős eltérések mutatkoznak a genomiális DNS-szekvenciákban. A humán referenciagenom (HRG) standard szekvencia-referenciaként használatos.

Számos fontos pont van az emberi referenciagenomtal kapcsolatban:

  • A HRG egy haploid szekvencia. Minden kromoszóma egyszer van reprezentálva.
  • A HRG egy összetett szekvencia, és nem felel meg egyetlen tényleges emberi egyednek sem.
  • A HRG-t rendszeresen frissítik, hogy kijavítsák a hibákat, a kétértelműséget és az ismeretlen "hézagokat".
  • A HRG semmilyen módon nem képvisel egy "ideális" vagy "tökéletes" emberi egyént. Ez egyszerűen egy szabványosított ábrázolás vagy modell, amelyet összehasonlítási célokra használnak.

A Genome Reference Consortium felelős a HRG frissítéséért. A 38-as verzió 2013 decemberében jelent meg. [79]

Az emberi genetikai variáció mérése Szerk

A legtöbb emberi genetikai variációval foglalkozó tanulmány az egynukleotidos polimorfizmusokra (SNP-k) összpontosít, amelyek egy kromoszóma mentén az egyes bázisok szubsztitúciói. A legtöbb elemzés becslése szerint az SNP-k 1000 bázispárból átlagosan 1-ben fordulnak elő az eukromatikus emberi genomban, bár nem egyenletes sűrűségben fordulnak elő. Ebből következik az a népszerű kijelentés, hogy "fajtól függetlenül mindannyian genetikailag 99,9%-ban egyformák vagyunk", [80] bár ezt a legtöbb genetikus némileg minősíti. Például ma úgy gondolják, hogy a genom jóval nagyobb része vesz részt a kópiaszám változásában. [81] Az International HapMap Project nagyszabású együttműködési erőfeszítést tesz az emberi genom SNP-változatainak katalogizálására.

A kisméretű, ismétlődő szekvenciák bizonyos típusainak genomiális lókuszai és hossza személyenként nagymértékben változó, ami a DNS-ujjlenyomat- és a DNS-apaság-vizsgálati technológiák alapja. Az emberi genom heterokromatikus részei, amelyek összesen több száz millió bázispárt tesznek ki, szintén meglehetősen változóak az emberi populáción belül (annyira ismétlődőek és olyan hosszúak, hogy a jelenlegi technológiával nem lehet pontosan megszekvenálni). Ezek a régiók kevés gént tartalmaznak, és nem világos, hogy az ismétlődések vagy a heterokromatin tipikus variációiból ered-e bármilyen jelentős fenotípusos hatás.

Az ivarsejt csírasejtekben a legtöbb durva genomiális mutáció valószínűleg élettelen embriókat eredményez, azonban számos emberi betegség nagy léptékű genomiális rendellenességekhez kapcsolódik. A Down-szindróma, a Turner-szindróma és számos más betegség a teljes kromoszómák szétválasztásának következménye. A rákos sejtek kromoszómái és kromoszómakarjai gyakran aneuploidia, bár az aneuploidia és a rák közötti ok-okozati összefüggést nem állapították meg.

Az emberi genomi variáció feltérképezése Szerk

Míg a genomszekvencia felsorolja a genom minden DNS-bázisának sorrendjét, a genomtérkép azonosítja a tereptárgyakat. A genomtérkép kevésbé részletes, mint a genomszekvencia, és segít a genomban való navigálásban. [82] [83]

A variációs térképre példa a HapMap, amelyet a Nemzetközi HapMap Projekt fejleszt. A HapMap az emberi genom haplotípus-térképe, "amely leírja az emberi DNS-szekvencia variációinak általános mintázatait". [84] Katalógusba sorolja a genom kis léptékű változatainak mintázatait, amelyek egyetlen DNS betűt vagy bázist foglalnak magukban.

A kutatók a folyóiratban publikálták az első szekvencia-alapú térképet az emberi genom nagy léptékű szerkezeti eltéréseiről Természet 2008 májusában. [85] [86] A nagy léptékű szerkezeti eltérések az emberek genomjának különbségei, amelyek néhány ezertől néhány millió DNS-bázisig terjednek, egyesek a genom szekvencia szakaszainak növekedését vagy elvesztését jelentik, míg mások úgy tűnnek, mint sorozatszakaszok elrendezései. Ezek a változatok magukban foglalják az egyedek egy adott gén másolatainak számában mutatkozó különbségeket, deléciókat, transzlokációkat és inverziókat.

Szerkezeti variáció Szerkesztés

A szerkezeti variációk olyan genetikai változatokra utalnak, amelyek az emberi genom nagyobb szegmenseit érintik, szemben a pontmutációkkal. A szerkezeti variánsokat (SV-k) gyakran 50 bázispár (bp) vagy annál nagyobb változatként határozzák meg, például deléciók, duplikációk, inszerciók, inverziók és egyéb átrendeződések. A szerkezeti változatok körülbelül 90%-a nem kódoló deléció, de a legtöbb egyednek több mint ezer ilyen deléciója van, a deléciók mérete több tucat bázispártól több tízezer bp-ig terjed. [87] Az egyének átlagosan hordoznak

3 ritka szerkezeti változat, amely megváltoztatja a kódoló régiókat, pl. exonok törlése. Az egyének körülbelül 2%-a hordoz rendkívül ritka megabázis léptékű szerkezeti változatokat, különösen átrendeződéseket. Ez azt jelenti, hogy egy kromoszómán belül több millió bázispár fordulhat elő, ami rendkívül ritka azt jelenti, hogy csak az egyénekben vagy családtagjaikban találhatók meg, és így a közelmúltban keletkeztek. [87]

SNP frekvencia az emberi genomban Szerkesztés

Az egynukleotidos polimorfizmusok (SNP-k) nem fordulnak elő homogén módon az emberi genomban. Valójában óriási sokféleség van az SNP gyakoriságában a gének között, ami az egyes génekre nehezedő eltérő szelektív nyomást, valamint a genomban eltérő mutációs és rekombinációs rátákat tükröz. Az SNP-k vizsgálata azonban a kódoló régiók felé torzul, az ezekből generált adatok valószínűleg nem tükrözik az SNP-k általános eloszlását a genomban. Ezért az SNP Consortium protokollt úgy tervezték meg, hogy azonosítsa azokat az SNP-ket, amelyek nem torzítják a kódoló régiókat, és a konzorcium 100 000 SNP-je általában tükrözi az emberi kromoszómák közötti szekvenciadiverzitást. Az SNP Consortium célja, hogy 2001 első negyedévének végére 300 000-re növelje a genomban azonosított SNP-k számát. [88]

Változások a nem kódoló szekvencia és szinonim változások a kódoló szekvencia általában gyakrabban fordulnak elő, mint a nem szinonim változások, ami nagyobb szelektív nyomáscsökkentő diverzitást tükröz az aminosav azonosságot meghatározó pozíciókban. Az átmeneti változások gyakoribbak, mint a transzverziók, a CpG dinukleotidok mutatják a legnagyobb mutációs rátát, feltehetően dezamináció miatt.

Személyes genomok Szerk

A személyes genomszekvencia az egyetlen személy DNS-ét alkotó kémiai bázispárok (majdnem) teljes szekvenciája. Mivel a genetikai eltérések, például az egynukleotidos polimorfizmusok (SNP-k) miatt az orvosi kezelések különböző hatással vannak a különböző emberekre, a személyes genomok elemzése az egyéni genotípusok alapján személyre szabott orvosi kezeléshez vezethet. [89]

Az első meghatározandó személyes genomszekvencia Craig Venter szekvenciája volt 2007-ben. A személyes genomokat nem szekvenálták a nyilvános Human Genome Project keretében, hogy megvédjék a DNS-mintákat szolgáltató önkéntesek kilétét. Ezt a szekvenciát több, különböző populációból származó önkéntes DNS-éből származtatták. [90] A Venter által vezetett Celera Genomics genomszekvenálási kísérlet elején azonban az a döntés született, hogy az összetett minta szekvenálásáról áttérnek egyetlen egyed DNS-ére, amelyről később kiderült, hogy ő maga Venter. Így a Celera 2000-ben kiadott humán genomszekvenciája nagyrészt egy emberé volt. A korai kompozitból származó adatok későbbi cseréje és a két kromoszómakészletet képviselő diploid szekvencia meghatározása, nem pedig az eredetileg közölt haploid szekvencia, lehetővé tette az első személyes genom felszabadulását. [91] 2008 áprilisában James Watsoné is elkészült. 2009-ben Stephen Quake közzétette saját genomszekvenciáját, amely egy saját tervezésű szekvenszerből, a Heliscope-ból származott. [92] Egy Euan Ashley vezette stanfordi csapat kiadott egy keretrendszert az emberi genomok orvosi értelmezésére, amelyet Quake genomján alkalmaztak, és először hoztak teljes genomra alapozott orvosi döntéseket. [93] Ez a csapat tovább terjesztette a megközelítést a West családra, az első családra, amelyet az Illumina Personal Genome Sequencing programjának részeként szekvenáltak. [94] Azóta több száz személyes genomszekvenciát adtak ki, [95] köztük Desmond Tutu, [96] [97] és egy paleo-eszkimó szekvenciáit. [98] 2012-ben 1092 genom közül két családi trió teljes genomszekvenciáját hozták nyilvánosságra. [3] 2013 novemberében egy spanyol család négy személyes exome-adatkészletet (a genom körülbelül 1%-át) tette nyilvánosan elérhetővé a Creative Commons nyilvános licence alapján. [99] [100] A Personal Genome Project (2005-ben indult) azon kevesek közé tartozik, amelyek mind a genomszekvenciákat, mind a megfelelő orvosi fenotípusokat nyilvánosan elérhetővé teszik. [101] [102]

Az egyes genomok szekvenálása tovább tárta fel a genetikai komplexitás olyan szintjeit, amelyeket korábban nem értékeltek. A személyes genomika segített feltárni az emberi genom jelentős mértékű diverzitását, amely nemcsak az SNP-knek, hanem a szerkezeti eltéréseknek is tulajdonítható. Az ilyen ismeretek alkalmazása a betegségek kezelésében és az orvostudományban azonban még csak a kezdeteknél tart. [103] Az exome szekvenálás egyre népszerűbb a genetikai betegségek diagnosztizálását segítő eszközként, mivel az exome a genomiális szekvencia mindössze 1%-át teszi ki, de a betegségekhez jelentős mértékben hozzájáruló mutációk nagyjából 85%-áért felelős. [104]

Emberi kiütések Szerk

Emberben a génkiütések természetesen heterozigóta vagy homozigóta funkcióvesztési génkiütésként fordulnak elő. Ezeket a kiütéseket gyakran nehéz megkülönböztetni, különösen heterogén genetikai hátterek esetén. Nehéz megtalálni őket, mivel alacsony frekvencián fordulnak elő.

Azokban a populációkban, ahol magas a rokonsági arány, például azokban az országokban, ahol magas az első unokatestvérek közötti házasságok aránya, a legmagasabb gyakorisággal fordul elő homozigóta gén. Ilyen populációk közé tartozik a pakisztáni, izlandi és amish populáció. Ezek a nagyfokú szülői rokonságban álló populációk emberi kutatások tárgyai voltak, amelyek segítettek meghatározni bizonyos gének működését az emberben. A specifikus kiütések megkülönböztetésével a kutatók ezeknek az egyéneknek a fenotípusos elemzését felhasználhatják a kiütött gén jellemzésére.

A meghatározott gének kiütései genetikai betegségeket okozhatnak, potenciálisan jótékony hatásokkal járhatnak, vagy egyáltalán nem eredményeznek fenotípusos hatást. A kiütés fenotípusos hatásának meghatározása azonban emberben is kihívást jelenthet. A knockoutok jellemzésének és klinikai értelmezésének kihívásai közé tartozik a DNS-változatok meghívásának nehézsége, a fehérjeműködés zavarának meghatározása (annotáció), valamint a mozaikizmus fenotípusra gyakorolt ​​hatásának figyelembevétele. [105]

Az egyik fő tanulmány, amely az emberi kiütéseket vizsgálta, a pakisztáni szívinfarktus kockázata. Azt találták, hogy az APOC3 gén heterozigóta funkcióvesztési génjével rendelkező egyéneknél alacsonyabb volt a vér trigliceridje magas zsírtartalmú étel elfogyasztása után, mint a mutáció nélküli egyéneknél. Azonban az APOC3 gén homozigóta funkcióvesztési génjével rendelkező egyének a zsírterhelési teszt után a legalacsonyabb trigliceridszintet mutatták a vérben, mivel nem termelnek funkcionális APOC3 fehérjét. [106]

Az emberi biológia legtöbb aspektusa genetikai (öröklött) és nem genetikai (környezeti) tényezőket egyaránt magában foglal. Egyes öröklött variációk befolyásolják biológiánk olyan aspektusait, amelyek nem orvosi jellegűek (magasság, szemszín, bizonyos vegyületek íz- és szaglási képessége stb.). Ezenkívül egyes genetikai rendellenességek csak a megfelelő környezeti tényezőkkel (például étrenddel) együtt okoznak betegséget. Ezekkel a fenntartásokkal a genetikai rendellenességek klinikailag meghatározott betegségekként írhatók le, amelyeket a genomiális DNS-szekvencia variációja okoz. A legegyszerűbb esetekben a rendellenesség egyetlen gén variációjával hozható összefüggésbe. Például a cisztás fibrózist a CFTR gén mutációi okozzák, és ez a leggyakoribb recesszív rendellenesség a kaukázusi populációkban, ahol több mint 1300 különböző mutációt ismerünk. [107]

A specifikus gének betegséget okozó mutációi a génműködés szempontjából általában súlyosak és szerencsére ritkák, így a genetikai rendellenességek is hasonlóan ritkák egyenként. Mivel azonban számos gén létezik, amelyek genetikai rendellenességeket okozhatnak, összességében az ismert egészségügyi állapotok jelentős részét képezik, különösen a gyermekgyógyászatban. Molekulárisan jellemzett genetikai rendellenességek azok, amelyeknél a mögöttes ok-okozati gént azonosították. Jelenleg hozzávetőleg 2200 ilyen rendellenesség szerepel az OMIM adatbázisban. [107]

A genetikai rendellenességek vizsgálatát gyakran családi alapú vizsgálatok segítségével végzik. Egyes esetekben populációalapú megközelítést alkalmaznak, különösen az úgynevezett alapító populációk esetében, mint például a finnországi, francia-kanadai, utahi, szardíniai stb. populációk. A genetikai rendellenességek diagnosztizálását és kezelését általában genetikus-orvos végzi. klinikai/orvosi genetikában képzett. A Human Genome Project eredményei valószínűleg nagyobb rendelkezésre állást biztosítanak a génekkel kapcsolatos rendellenességek genetikai vizsgálatához, és végül jobb kezelést is biztosítanak. A szülőket kiszűrhetik az örökletes betegségekre, és tanácsot kaphatnak a következményekről, az öröklődés valószínűségéről, valamint arról, hogyan lehet elkerülni vagy javítani az utódaiknál.

Sokféle DNS-szekvencia-variáció létezik, a teljes extra vagy hiányzó kromoszómáktól egészen az egyetlen nukleotid változásáig. Általában feltételezik, hogy az emberi populációkban előforduló, természetben előforduló genetikai variációk nagy része fenotípusosan semleges, azaz alig vagy egyáltalán nincs kimutatható hatása az egyed fiziológiájára (bár előfordulhatnak töredékes különbségek az evolúciós időkeretekben meghatározott alkalmasságban). A genetikai rendellenességeket bármely vagy az összes ismert szekvencia-variáció okozhatja. Egy új genetikai rendellenesség molekuláris jellemzéséhez ok-okozati összefüggést kell megállapítani egy adott genomiális szekvencia variáns és a vizsgált klinikai betegség között. Az ilyen vizsgálatok az emberi molekuláris genetika birodalmát alkotják.

A Humán Genom és a Nemzetközi HapMap Projekt megjelenésével megvalósíthatóvá vált számos gyakori betegségre, például cukorbetegségre, asztmára, migrénre, skizofréniára stb. gyakorolt ​​finom genetikai hatások feltárása. Bár a genomiális szekvencia-változatok között bizonyos ok-okozati összefüggéseket találtak. bizonyos gének és egyes betegségek, amelyek gyakran nagy nyilvánosságot kapnak az általános médiában, ezeket általában nem tekintik genetikai rendellenességeknek önmagában mivel okaik összetettek, sok különböző genetikai és környezeti tényezőt érintenek. Így bizonyos esetekben nézeteltérés alakulhat ki abban, hogy egy adott egészségügyi állapotot genetikai rendellenességnek kell-e nevezni.

További említésre méltó genetikai rendellenességek a Kallman-szindróma és a Pfeiffer-szindróma (FGFR1 gén), a Fuchs szaruhártya-dystrophia (TCF4 gén), Hirschsprung-kór (RET és FECH gének), Bardet-Biedl-szindróma 1 (CCC28B és BBS1 gének), Bardet-Biedl-szindróma 10 (BBS10 gén) és 2-es típusú facioscapulohumeralis izomdisztrófia (D4Z4 és SMCHD1 gének). [108]

A genomszekvenálás most már képes leszűkíteni a genomot meghatározott helyekre, hogy pontosabban megtalálja azokat a mutációkat, amelyek genetikai rendellenességhez vezetnek. A kópiaszám-variánsok (CNV-k) és az egynukleotid-variánsok (SNV-k) a genomszekvenálással egyidejűleg is kimutathatók a rendelkezésre álló újabb szekvenálási eljárásokkal, az úgynevezett Next Generation Sequencing (NGS) segítségével. Ez a genomnak csak egy kis részét, körülbelül 1-2%-át elemzi. A szekvenálás eredményei felhasználhatók genetikai állapotok klinikai diagnosztizálására, beleértve az Usher-szindrómát, a retinabetegséget, a halláskárosodást, a cukorbetegséget, az epilepsziát, a Leigh-kórt, az örökletes rákot, a neuromuszkuláris betegségeket, az elsődleges immunhiányt, a súlyos kombinált immunhiányt (SCID) és a mitokondriumok betegségei. [109] Az NGS a fogantatás előtt betegségek hordozóinak azonosítására is használható. Az ebben a szekvenálásban kimutatható betegségek közé tartozik a Tay-Sachs-kór, a Bloom-szindróma, a Gaucher-kór, a Canavan-kór, a családi dysautonomia, a cisztás fibrózis, a spinális izomsorvadás és a fragile-X szindróma. A Next Genome Sequencing leszűkíthető, hogy konkrétan bizonyos etnikai populációkban elterjedtebb betegségeket keressen. [110]

1:15000 amerikai kaukázusiaknál

1:176 a mennonita/amish közösségekben

Az emlős genomokra vonatkozó összehasonlító genomikai vizsgálatok azt sugallják, hogy az emberi genom körülbelül 5%-a konzerválta meg az evolúciót, amióta a fennmaradt vonalak körülbelül 200 millió évvel ezelőtt elváltak, és a gének túlnyomó többségét tartalmazták. [111] [112] A közzétett csimpánz genom 1,23%-kal tér el az emberi genomtól a közvetlen szekvencia-összehasonlításokban. [113] Ennek a számnak körülbelül 20%-a az egyes fajokon belüli eltérésekből adódik, csak így marad

1,06%-os konzisztens szekvenciaeltérés az emberek és a csimpánzok között közös gének esetén. [114] Ez a nukleotid nukleotid-különbség azonban eltörpül az egyes genomok azon részeihez képest, amelyek nem közösek, beleértve a funkcionális gének körülbelül 6%-át, amelyek akár az emberre, akár a csimpánzokra jellemzőek. [115]

Más szavakkal, az emberek és a csimpánzok között megfigyelhető jelentős különbségek inkább a gének számának, funkciójának és expressziójának genomszintű eltéréseinek tudhatók be, nem pedig a közös gének DNS-szekvenciájának változásaiból. Valójában még az embereken belül is kimutatták, hogy korábban felbecsülhetetlen mennyiségű kópiaszám-variáció (CNV) található, amely az emberi genom 5-15%-át teszi ki. Más szavakkal, az emberek között +/- 500 000 000 bázispár DNS lehet, amelyek egy része aktív gének, mások inaktiválva vagy különböző szinten aktívak. Ennek a megállapításnak a teljes jelentősége még várat magára. Átlagosan egy tipikus humán fehérjét kódoló gén csak két aminosav szubsztitúcióban különbözik a csimpánz ortológjától, az emberi gének közel egyharmada pontosan ugyanolyan fehérjetranszlációval rendelkezik, mint a csimpánz ortológjai. A fő különbség a két genom között a humán 2. kromoszóma, amely egyenértékű a csimpánz 12. és 13. kromoszómájának fúziós termékével. [116] (később átnevezték 2A és 2B kromoszómára).

A közelmúltbeli evolúció során az emberek rendkívüli módon elveszítették a szaglóreceptor-géneket, ami megmagyarázza a legtöbb emlőshöz képest viszonylag durva szaglásunkat. Az evolúciós bizonyítékok arra utalnak, hogy a színlátás megjelenése az emberekben és számos más főemlősfajban csökkentette a szaglás iránti igényt. [117]

2016 szeptemberében a tudósok arról számoltak be, hogy az emberi DNS-genetikai vizsgálatok alapján a világ összes nem afrikai lakosa egyetlen populációhoz vezethető vissza, amely 50 000 és 80 000 évvel ezelőtt hagyta el Afrikát. [118]

Az emberi mitokondriális DNS rendkívül érdekes a genetikusok számára, mivel kétségtelenül szerepet játszik a mitokondriális betegségekben. Az emberi evolúcióra is rávilágít például, az emberi mitokondriális genom variációinak elemzése ahhoz a feltételezéshez vezetett, hogy az anyai leszármazási vonalon élő összes ember közelmúltbeli közös őse (lásd Mitokondriális Éva).

A másolási hibákat ellenőrző rendszer hiánya miatt [119] a mitokondriális DNS (mtDNS) gyorsabban változik, mint a nukleáris DNS. Ez a 20-szor magasabb mutációs ráta lehetővé teszi az mtDNS használatát az anyai származás pontosabb nyomon követésére. [ idézet szükséges ] A populációkban végzett mtDNS-vizsgálatok lehetővé tették az ősi vándorlási utak nyomon követését, például az amerikai őslakosok vándorlását Szibériából [120] vagy a polinézek vándorlását Délkelet-Ázsiából. [ idézet szükséges ] Azt is felhasználták annak kimutatására, hogy a tisztán anyai leszármazási vonalon átörökölt európai génkeverékben nyoma sincs a neandervölgyi DNS-nek. [121] Az mtDNS öröklődésének minden vagy semmilyen módon korlátozó módja miatt ez az eredmény (a neandervölgyi mtDNS-nek nincs nyoma) valószínű, hacsak nem nagy százalékban neandervölgyi származásúak, vagy ha erős pozitív szelekció az mtDNS-re. Például 5 generációra visszamenőleg egy személy 32 őse közül csak 1 járult hozzá az adott személy mtDNS-éhez, tehát ha a 32 közül az egyik tiszta neandervölgyi volt, az várható volt.

Az illető személy autoszomális DNS-ének 3%-a neandervölgyi eredetű lenne, mégis rendelkezne a

97% esélye van annak, hogy nyoma sincs a neandervölgyi mtDNS-nek. [ idézet szükséges ]

Az epigenetika az emberi genom számos olyan jellemzőjét írja le, amelyek túlmutatnak az elsődleges DNS-szekvencián, mint például a kromatin-csomagolás, a hiszton módosulások és a DNS-metiláció, és amelyek fontosak a génexpresszió, a genom replikáció és más sejtfolyamatok szabályozásában. Az epigenetikai markerek erősítik és gyengítik bizonyos gének transzkripcióját, de nem befolyásolják a DNS-nukleotidok tényleges szekvenciáját. A DNS-metiláció a génexpresszió epigenetikai szabályozásának egyik fő formája, és az epigenetika egyik leginkább tanulmányozott témája. A fejlődés során az emberi DNS metilációs profilja drámai változásokon megy keresztül. A korai csíravonal sejtjeiben a genom nagyon alacsony metilációs szinttel rendelkezik. Ezek az alacsony szintek általában az aktív géneket írják le. A fejlődés előrehaladtával a szülői imprinting címkék fokozott metilációs aktivitáshoz vezetnek. [122] [123]

Epigenetikai mintázatok azonosíthatók az egyénen belüli szövetek között, valamint maguk között az egyedek között. Azonos géneket, amelyek csak epigenetikai állapotukban különböznek egymástól, nevezzük epiallélek. Az epiallelákat három kategóriába sorolhatjuk: az egyén genotípusa által közvetlenül meghatározottak, a genotípus által befolyásolt és a genotípustól teljesen függetlenek. Az epigenomot a környezeti tényezők is jelentősen befolyásolják. Az étrend, a toxinok és a hormonok befolyásolják az epigenetikai állapotot. Az étrend-manipulációval kapcsolatos tanulmányok kimutatták, hogy a metil-hiányos étrend az epigenom hipometilációjával jár. Az ilyen tanulmányok az epigenetikát a környezet és a genom közötti fontos interfészként határozzák meg. [124]

  1. ^"GRCh38.p13". ncbi. Genom Referencia Konzorcium. Letöltve: 2020. június 8.
  2. ^
  3. Brown TA (2002). Az emberi genom (2. kiadás). Oxford: Wiley-Liss.
  4. ^ ab
  5. Abecasis GR, Auton A, Brooks LD, DePristo MA, Durbin RM, Handsaker RE, Kang HM, Marth GT, McVean GA (2012. november). "Genetikai variáció integrált térképe 1092 emberi genomból". Természet. 491 (7422): 56–65. Bibcode:2012Natur.491. 56T. doi:10.1038/nature11632. PMC3498066 . PMID23128226.
  6. ^
  7. Auton A, Brooks LD, Durbin RM, Garrison EP, Kang HM, Korbel JO stb. (2015. október). "Globális referencia az emberi genetikai variációhoz". Természet. 526 (7571): 68–74. Bibcode:2015Natur.526. 68T. doi:10.1038/nature15393. PMC4750478 . PMID26432245.
  8. ^
  9. Chimpanzee Sequencing Analysis Consortium (2005). "A csimpánz genomjának kezdeti szekvenciája és összehasonlítása az emberi genommal" (PDF). Természet. 437 (7055): 69–87. Bibcode:2005Natur.437. 69.. doi: 10.1038/nature04072 . PMID16136131. S2CID2638825.
  10. ^
  11. Varki A, Altheide TK (2005. december). "Az emberi és a csimpánz genomjának összehasonlítása: tűk keresése a szénakazalban". Genomkutatás. 15 (12): 1746–58. doi: 10,1101/gr.3737405 . PMID16339373.
  12. ^
  13. Wade N (1999. szeptember 23.). "Az emberi gének számát 140 000-re teszik, ami jelentős növekedés." A New York Times.
  14. ^ ab
  15. International Human Genome Sequencing Consortium (2004. október). "Az emberi genom eukromatikus szekvenciájának befejezése". Természet. 431 (7011): 931–45. Id. kód: 2004Natur.431..931H. doi: 10.1038/nature03001 . PMID15496913.
  16. ^
  17. Ezkurdia I, Juan D, Rodriguez JM, Frankish A, Diekhans M, Harrow J, Vazquez J, Valencia A, Tress ML (2014. november). "Több bizonyíték arra utal, hogy akár 19 000 emberi fehérjét kódoló gén is lehet." Humán molekuláris genetika. 23 (22): 5866–78. doi: 10,1093/hmg/ddu309. PMC4204768 . PMID24939910.
  18. ^
  19. Saey TH (2018. szeptember 17.). "Az emberi gének újraszámlálása legalább 46 831-re növeli a számot." Tudományos hírek.
  20. ^
  21. Alles J, Fehlmann T, Fischer U, Backes C, Galata V, Minet M és munkatársai. (2019. április). "A valódi emberi miRNS-ek teljes számának becslése". Nukleinsav kutatás. 47 (7): 3353–3364. doi:10.1093/nar/gkz097. PMC6468295 . PMID30820533.
  22. ^ abc
  23. Pennisi E (2012. szeptember). "Genomika. Az ENCODE projekt gyászbeszédet ír ócska DNS-ért". Tudomány. 337 (6099): 1159–1161. doi:10.1126/tudomány.337.6099.1159. PMID22955811.
  24. ^
  25. Zhang S (2018. november 28.). "300 millió DNS-levél hiányzik az emberi genomból". Az Atlanti.
  26. ^ abc
  27. International Human Genome Sequencing Consortium (2001. február). "Az emberi genom kezdeti szekvenálása és elemzése". Természet. 409 (6822): 860–921. Irodai kód:2001Natur.409..860L. doi: 10.1038/35057062 . PMID11237011.
  28. ^Az International Human Genome Sequencing Consortium közzéteszi az emberi genom szekvenciáját és elemzését
  29. ^
  30. Pennisi E (2001. február). "Az emberi genom". Tudomány. 291 (5507): 1177–80. doi:10.1126/tudomány.291.5507.1177. PMID11233420. S2CID38355565.
  31. ^
  32. Molteni M (2018. november 19.). "Most már csak 200 dollárért szekvenálhatja a teljes genomot". Vezetékes.
  33. ^
  34. Wrighton K (2021. február). "A telomertől a telomerig terjedő hézagok kitöltése". Természeti mérföldkövek: Genomi szekvenálás: S21.
  35. ^
  36. Pollack A (2016. június 2.). "A tudósok bejelentették a HGP-Write projektet az emberi genom szintézisére". New York Times . Letöltve: 2016. június 2.
  37. ^
  38. Boeke JD, Church G, Hessel A, Kelley NJ, Arkin A, Cai Y és mások. (2016. július). "The Genome Project-Write". Tudomány. 353 (6295): 126–7. Irodai kód: 2016Sci. 353..126B. doi:10.1126/science.aaf6850. PMID27256881. S2CID206649424.
  39. ^
  40. Zhang S (2018. november 28.). "300 millió DNS-levél hiányzik az emberi genomból". Az Atlanti . Letöltve: 2019. augusztus 16.
  41. ^
  42. Chaisson MJ, Huddleston J, Dennis MY, Sudmant PH, Malig M, Hormozdiari F és mások. (2015. január). "Az emberi genom összetettségének feloldása egymolekulás szekvenálás segítségével". Természet. 517 (7536): 608–11. Bibcode:2015Natur.517..608C. doi:10.1038/nature13907. PMC4317254 . PMID25383537.
  43. ^
  44. Miga KH, Koren S, Rhie A, Vollger MR, Gershman A, Bzikadze A és mások. (2020. szeptember). "Egy teljes emberi X-kromoszóma telomer-telomer összeállítása". Természet. 585 (7823): 79–84. Bibcode:2020Natur.585. 79M. doi:10.1038/s41586-020-2547-7. PMC7484160 . PMID32663838.
  45. ^Ensembl genom böngésző 87-es kiadás [állandó holt link] (2016. december) a legtöbb értékhez Ensembl genom böngésző 68. kiadás (2012. július) miRNS, rRNS, snRNS, snoRNS esetében.
  46. ^
  47. Piovesan A, Pelleri MC, Antonaros F, Strippoli P, Caracausi M, Vitale L (2019. február). "Az emberi genom hosszáról, tömegéről és GC-tartalmáról". BMC kutatási jegyzetek. 12 (1): 106. doi: 10.1186/s13104-019-4137-z. PMC6391780 . PMID30813969.
  48. ^
  49. Salzberg SL (2018. augusztus). "Nyitott kérdések: Hány génünk van?". BMC biológia. 16 (1): 94. doi: 10.1186/s12915-018-0564-x. PMC6100717 . PMID30124169.
  50. ^
  51. "Gencode statisztikák, 28-as verzió". Archiválva az eredetiből 2018. március 2-án. Letöltve: 2018. július 12.
  52. ^
  53. "Ensembl statisztikák a 92.38-as verzióhoz, amely megfelel a Gencode v28-nak" . Letöltve: 2018. július 12.
  54. ^
  55. "NCBI Homo sapiens Annotation Release 108". NIH, NEMZETI EGÉSZSÉGÜGYI INTÉZET. 2016.
  56. ^
  57. "SAKKstatisztika, 2.0 verzió". Számítógépes Biológiai Központ. Johns Hopkins Egyetem.
  58. ^
  59. "Az emberi genom projekt befejezése: Gyakran Ismételt Kérdések". National Human Genome Research Institute (NHGRI) . Letöltve: 2019. február 2.
  60. ^
  61. Christley S, Lu Y, Li C, Xie X (2009. január). "Emberi genom e-mail mellékletként". Bioinformatika. 25 (2): 274–5. doi: 10.1093/bioinformatics/btn582. PMID18996942.
  62. ^
  63. Liu Z, Venkatesh SS, Maley CC (2008. október). "A szekvenciatér lefedettsége, a genomok entrópiája és a nem humán DNS kimutatásának lehetősége emberi mintákban". BMC Genomics. 9: 509. doi: 10.1186/1471-2164-9-509. PMC2628393 . PMID18973670. , ábra. 6, az entrópia sebességének Lempel-Ziv becslései segítségével.
  64. ^
  65. Waters K (2007. március 7.). "Molekuláris genetika". Stanford Filozófiai Enciklopédia . Letöltve: 2013. július 18.
  66. ^
  67. Gannett L (2008. október 26.). "Az emberi genom projekt". Stanford Filozófiai Enciklopédia . Letöltve: 2013. július 18.
  68. ^PANTHER kördiagram a PANTHER osztályozási rendszer honlapján. Letöltve: 2011. május 25
  69. ^A humán fehérjék listája az Uniprot Human referenciaproteomban, elérve 2015. január 28-án
  70. ^
  71. Kauffman SA (1969. március). "Metabolikus stabilitás és epigenezis véletlenszerűen felépített genetikai hálókban". Journal of Theoretical Biology. 22 (3): 437–67. doi:10.1016/0022-5193(69)90015-0. PMID5803332.
  72. ^
  73. Ohno S (1972). "Érv az ember és más emlősök genetikai egyszerűsége mellett". Journal of Human Evolution. 1 (6): 651–662. doi:10.1016/0047-2484(72)90011-5.
  74. ^
  75. Sémon M, Mouchiroud D, Duret L (2005. február). "A génexpresszió és a GC-tartalom közötti kapcsolat emlősökben: statisztikai szignifikancia és biológiai relevancia". Humán molekuláris genetika. 14 (3): 421–7. doi: 10.1093/hmg/ddi038 . PMID15590696.
  76. ^ M. Huang, H. Zhu, B. Shen, G. Gao, "A non-random gait through the human genome", 3. Nemzetközi Bioinformatikai és Orvosbiológiai Konferencia (UCBBE, 2009), 1–3
  77. ^ ab
  78. Bang ML, Centner T, Fornoff F, Geach AJ, Gotthardt M, McNabb M, Witt CC, Labeit D, Gregorio CC, Granzier H, Labeit S (2001). "A titin teljes génszekvenciája, egy szokatlan, körülbelül 700 kDa-os titin izoforma expressziója és az obscurinnal való kölcsönhatása egy új Z-vonal és I-sáv összekötő rendszert azonosít." Keringéskutatás. 89 (11): 1065–72. doi: 10.1161/hh2301.100981 . PMID11717165.
  79. ^ ab
  80. Piovesan A, Caracausi M, Antonaros F, Pelleri MC, Vitale L (2016). "GeneBase 1.1: egy eszköz az NCBI génadatkészletekből származó adatok összegzésére és annak alkalmazása az emberi génstatisztikák frissítésére". Adatbázis: The Journal of Biological Databases and Curation. 2016: baw153. doi:10.1093/database/baw153. PMC5199132 . PMID28025344.
  81. ^Ensembl genomböngésző (2012. július)
  82. ^
  83. Gregory TR (2005. szeptember). "A szekvencia és a méret közötti szinergia a nagyszabású genomikában". Nature Reviews Genetics. 6 (9): 699–708. doi:10.1038/nrg1674. PMID16151375. S2CID24237594.
  84. ^ ab
  85. Palazzo AF, Akef A (2012. június). "A nukleáris export, mint az "mRNS-azonosság" kulcsfontosságú döntőbírója eukariótákban. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Génszabályozási mechanizmusok. 1819 (6): 566–77. doi:10.1016/j.bbagrm.2011.12.012. PMID22248619.
  86. ^
  87. Ludwig MZ (2002. december). "A nem kódoló DNS funkcionális evolúciója". Jelenlegi vélemény a genetikáról és fejlesztésről. 12 (6): 634–9. doi:10.1016/S0959-437X(02)00355-6. PMID12433575.
  88. ^
  89. Martens JA, Laprade L, Winston F (2004. június). "Intergén transzkripcióra van szükség a Saccharomyces cerevisiae SER3 génjének elnyomásához". Természet. 429 (6991): 571–4. Id. kód:2004Natur.429..571M. doi:10.1038/nature02538. PMID15175754. S2CID809550.
  90. ^
  91. Tsai MC, Manor O, Wan Y, Mosammaparast N, Wang JK, Lan F, Shi Y, Segal E, Chang HY (2010. augusztus). "Hosszú, nem kódoló RNS, mint hisztonmódosító komplexek moduláris váza". Tudomány. 329 (5992): 689–93. Bibcode: 2010Sci. 329..689T. doi:10.1126/science.1192002. PMC2967777 . PMID20616235.
  92. ^
  93. Bartolomei MS, Zemel S, Tilghman SM (1991. május). "Az egér H19 gén szülői lenyomata". Természet. 351 (6322): 153–5. Bibcode:1991Natur.351..153B. doi:10.1038/351153a0. PMID1709450. S2CID4364975.
  94. ^
  95. Kobayashi T, Ganley AR (2005. szeptember). "Rekombináció szabályozása transzkripció által kiváltott kohézin disszociációval rDNS ismétlődésekben". Tudomány. 309 (5740): 1581–4. Irodai kód: 2005Sci. 309.1581K. doi:10.1126/tudomány.1116102. PMID16141077. S2CID21547462.
  96. ^
  97. Salmena L, Poliseno L, Tay Y, Kats L, Pandolfi PP (2011. augusztus). "Egy ceRNS-hipotézis: egy rejtett RNS-nyelv Rosetta-köve?". Sejt. 146 (3): 353–8. doi:10.1016/j.cell.2011.07.014. PMC3235919 . PMID21802130.
  98. ^
  99. Pei B, Sisu C, Frankish A, Howald C, Habegger L, Mu XJ, Harte R, Balasubramanian S, Tanzer A, Diekhans M, Reymond A, Hubbard TJ, Harrow J, Gerstein MB (2012). "A GENCODE pszeudogén erőforrás". Genombiológia. 13 (9): R51. doi:10.1186/gb-2012-13-9-r51. PMC3491395 . PMID22951037.
  100. ^
  101. Gilad Y, Man O, Pääbo S, Lancet D (2003. március). "A szaglóreceptor gének emberspecifikus elvesztése". Proceedings of the National Academy of Sciences of Amerikai Egyesült Államok. 100 (6): 3324–7. Irodai kód: 2003PNAS..100.3324G. doi:10.1073/pnas.0535697100. PMC152291 . PMID12612342.
  102. ^
  103. Iyer MK, Niknafs YS, Malik R, Singhal U, Sahu A, Hosono Y, Barrette TR, Prensner JR, Evans JR, Zhao S, Poliakov A, Cao X, Dhanasekaran SM, Wu YM, Robinson DR, Beer DG, Feng FY , Iyer HK, Chinnaiyan AM (2015. március). "A hosszú, nem kódoló RNS-ek tájképe az emberi transzkriptomban". Természetgenetika. 47 (3): 199–208. doi:10.1038/ng.3192. PMC4417758 . PMID25599403.
  104. ^
  105. Eddy SR (2001. december). "Nem kódoló RNS-gének és a modern RNS-világ". Nature Reviews Genetics. 2 (12): 919–29. doi:10.1038/35103511. PMID11733745. S2CID18347629.
  106. ^
  107. Managadze D, Lobkovsky AE, Wolf YI, Shabalina SA, Rogozin IB, Koonin EV (2013). "A hatalmas, konzervált emlős lincRNome". PLOS számítási biológia. 9 (2): e1002917. Iránykód: 2013PLSCB. 9E2917M. doi:10.1371/journal.pcbi.1002917. PMC3585383 . PMID23468607.
  108. ^
  109. Palazzo AF, Lee ES (2015). "Nem kódoló RNS: mi a működőképes és mi a szemét?". Határok a genetikában. 6: 2. doi:10.3389/fgene.2015.00002. PMC4306305 . PMID25674102.
  110. ^
  111. Mattick JS, Makunin IV (2006. április). "Nem kódoló RNS". Humán molekuláris genetika. 15 1. specifikáció: R17–29. doi: 10.1093/hmg/ddl046 . PMID16651366.
  112. ^ ab
  113. Bernstein BE, Birney E, Dunham I, Green ED, Gunter C, Snyder M (2012. szeptember). "Az emberi genom DNS-elemeinek integrált enciklopédiája". Természet. 489 (7414): 57–74. Bibcode:2012Natur.489. 57T. doi:10.1038/nature11247. PMC3439153 . PMID22955616.
  114. ^
  115. Birney E (2012. szeptember 5.). "KÓDOLÁS: Saját gondolataim". Ewan blogja: Bioinformatikus általában.
  116. ^
  117. Stamatoyannopoulos JA (2012. szeptember). "Mit kódol a genomunk?". Genomkutatás. 22 (9): 1602–11. doi:10.1101/gr.146506.112. PMC3431477 . PMID22955972.
  118. ^
  119. Carroll SB, Gompel N, Prudhomme B (2008. május). "Az evolúció szabályozása". Tudományos amerikai. 298 (5): 60–67. Irodai kód: 2008SciAm.298e..60C. doi:10.1038/scientificamerican0508-60. PMID18444326.
  120. ^
  121. Miller JH, Ippen K, Scaife JG, Beckwith JR (1968). "Az Escherichia coli lac operonjának promoter-operátor régiója". J. Mol. Biol. 38 (3): 413–20. doi:10.1016/0022-2836(68)90395-1. PMID4887877.
  122. ^
  123. Wright S, Rosenthal A, Flavell R, Grosveld F (1984). "A béta-globin gének szabályozott expressziójához szükséges DNS-szekvenciák egér eritroleukémiás sejtekben". Sejt. 38 (1): 265–73. doi:10.1016/0092-8674(84)90548-8. PMID6088069. S2CID34587386.
  124. ^
  125. Nei M, Xu P, Glazko G (2001. február). "Néhány emlősfaj és több távoli rokon organizmus esetében a multiprotein szekvenciáktól való eltérési idők becslése". Proceedings of the National Academy of Sciences of Amerikai Egyesült Államok. 98 (5): 2497–502. Bibcode: 2001PNAS. 98.2497N. doi:10.1073/pnas.051611498. PMC30166 . PMID11226267.
  126. ^
  127. Loots GG, Locksley RM, Blankespoor CM, Wang ZE, Miller W, Rubin EM, Frazer KA (2000. április). "A 4-es, 13-as és 5-ös interleukin koordináta-szabályozójának azonosítása fajok közötti szekvencia-összehasonlításokkal". Tudomány. 288 (5463): 136–40. Bibcode: 2000Sci. 288..136L. doi:10.1126/tudomány.288.5463.136. PMID10753117. Összegzés
  128. ^
  129. Meunier M. "A Genoscope és a Whitehead bejelenti a Tetraodon nigroviridis genomjának magas szekvenciájú lefedettségét". Genoszkóp. Archiválva az eredetiből 2006. október 16.-án. Letöltve: 2006. szeptember 12.
  130. ^
  131. Romero IG, Ruvinsky I, Gilad Y (2012. július). "A génexpresszió és a génszabályozás evolúciójának összehasonlító vizsgálatai". Nature Reviews Genetics. 13 (7): 505–16. doi:10.1038/nrg3229. PMC4034676 . PMID22705669.
  132. ^
  133. Schmidt D, Wilson MD, Ballester B, Schwalie PC, Brown GD, Marshall A, Kutter C, Watt S, Martinez-Jimenez CP, Mackay S, Talianidis I, Flicek P, Odom DT (2010. május). "Az ötgerinces ChIP-seq feltárja a transzkripciós faktor kötődés evolúciós dinamikáját." Tudomány. 328 (5981): 1036–40. Bibcode: 2010Sci. 328.1036S. doi:10.1126/science.1186176. PMC3008766 . PMID20378774.
  134. ^
  135. Wilson MD, Barbosa-Morais NL, Schmidt D, Conboy CM, Vanes L, Tybulewicz VL, Fisher EM, Tavaré S, Odom DT (2008. október). "Fajspecifikus transzkripció 21-es humán kromoszómát hordozó egerekben". Tudomány. 322 (5900): 434–8. Irodai kód: 2008Sci. 322...434W. doi:10.1126/science.1160930. PMC3717767 . PMID18787134.
  136. ^
  137. Treangen TJ, Salzberg SL (2012. január). "Ismétlődő DNS és új generációs szekvenálás: számítási kihívások és megoldások". Nature Reviews Genetics. 13 (1): 36–46. doi:10.1038/nrg3117. PMC3324860 . PMID22124482.
  138. ^
  139. Duitama J, Zablotskaya A, Gemayel R, Jansen A, Belet S, Vermeesch JR, Verstrepen KJ, Froyen G (2014. május). "Az emberi genom tandem ismétlődő variabilitásának nagyléptékű elemzése". Nukleinsav kutatás. 42 (9): 5728–41. doi:10.1093/nar/gku212. PMC4027155 . PMID24682812.
  140. ^
  141. Pierce BA (2012). Genetika: fogalmi megközelítés (4. kiadás). New York: W.H. Freeman. 538–540. ISBN978-1-4292-3250-0 .
  142. ^
  143. Bennett EA, Keller H, Mills RE, Schmidt S, Moran JV, Weichenrieder O, Devine SE (2008. december). "Aktív Alu retrotranszpozonok az emberi genomban". Genomkutatás. 18 (12): 1875–83. doi:10.1101/gr.081737.108. PMC2593586 . PMID18836035.
  144. ^
  145. Liang KH, Yeh CT (2013). "Egy génexpressziós restrikciós hálózat, amelyet a proteint kódoló messenger RNS-eken található szensz és antiszensz Alu szekvenciák közvetítenek." BMC Genomics. 14: 325. doi: 10.1186/1471-2164-14-325. PMC3655826 . PMID23663499.
  146. ^
  147. Brouha B, Schustak J, Badge RM, Lutz-Prigge S, Farley AH, Moran JV, Kazazian HH (2003. április). "A forró L1-ek teszik ki a retrotranszpozíció nagy részét az emberi populációban." Proceedings of the National Academy of Sciences of Amerikai Egyesült Államok. 100 (9): 5280–5. Irodai kód: 2003PNAS..100.5280B. doi:10.1073/pnas.0831042100. PMC154336 . PMID12682288.
  148. ^
  149. Barton NH, Briggs DE, Eisen JA, Goldstein DB, Patel NH (2007). Evolúció. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN978-0-87969-684-9 .
  150. ^
  151. NCBI. „GRCh38 – hg38 – Genom – Assembly – NCBI”. ncbi.nlm.nih.gov . Letöltve: 2019. március 15.
  152. ^
  153. "Bill Clinton 2000-es, az Unió helyzetéről szóló beszédéből". Archiválva az eredetiből 2017. február 21-én. Letöltve: 2007. június 14.
  154. ^
  155. Redon R, Ishikawa S, Fitch KR, Feuk L, Perry GH, Andrews TD és mások. (2006. november). "Globális variáció a kópiaszámban az emberi genomban". Természet. 444 (7118): 444–54. Irodai kód:2006Natur.444..444R. doi:10.1038/nature05329. PMC2669898 . PMID17122850.
  156. ^
  157. "Mi az a genom?". Genomenewsnetwork.org. 2003. január 15. Letöltve: 2009. május 31.
  158. ^
  159. NCBI_user_services (2004. március 29.). "Térképezési adatlap". Ncbi.nlm.nih.gov. Archiválva az eredetiből 2010. július 19-én. Letöltve: 2009. május 31.
  160. ^
  161. "A projektről". HapMap . Letöltve: 2009. május 31.
  162. ^
  163. "2008-as kiadás: A kutatók elkészítették az első szekvenciatérképet az emberi genom nagy léptékű szerkezeti változásairól". genome.gov . Letöltve: 2009. május 31.
  164. ^
  165. Kidd JM, Cooper GM, Donahue WF, Hayden HS, Sampas N, Graves T és társai. (2008. május). "Nyolc emberi genom szerkezeti variációinak feltérképezése és szekvenálása". Természet. 453 (7191): 56–64. Bibcode:2008Natur.453. 56K. doi:10.1038/nature06862. PMC2424287 . PMID18451855.
  166. ^ ab
  167. Abel HJ, Larson DE, Regier AA, Chiang C, Das I, Kanchi KL és mások. (2020. július). "17 795 emberi genom szerkezeti variációinak feltérképezése és jellemzése". Természet. 583 (7814): 83–89. doi:10.1038/s41586-020-2371-0. PMC7547914 . PMID32460305.
  168. ^
  169. Gray IC, Campbell DA, Spurr NK (2000). "Egyetlen nukleotid polimorfizmusok, mint eszközök az emberi genetikában". Humán molekuláris genetika. 9 (16): 2403–2408. doi: 10.1093/hmg/9.16.2403 . PMID11005795.
  170. ^
  171. Lai E (2001. június). "Az SNP-technológiák alkalmazása az orvostudományban: tanulságok és jövőbeli kihívások". Genomkutatás. 11 (6): 927–9. doi: 10.1101/gr.192301 . PMID11381021.
  172. ^
  173. "Az emberi genom projekt befejezése: Gyakran Ismételt Kérdések". genome.gov . Letöltve: 2009. május 31.
  174. ^
  175. Singer E (2007. szeptember 4.). "Craig Venter genomja". MIT Technology Review . Letöltve: 2010. május 25.
  176. ^
  177. Pushkarev D, Neff NF, Quake SR (2009. szeptember). "Egy egyedi emberi genom egymolekulás szekvenálása". Természet biotechnológia. 27 (9): 847–50. doi:10.1038/nbt.1561. PMC4117198 . PMID19668243.
  178. ^
  179. Ashley EA, Butte AJ, Wheeler MT, Chen R, Klein TE, Dewey FE stb. (2010. május). "Személyes genomot tartalmazó klinikai értékelés". Gerely. 375 (9725): 1525–35. doi:10.1016/S0140-6736(10)60452-7. PMC2937184 . PMID20435227.
  180. ^
  181. Dewey FE, Chen R, Cordero SP, Ormond KE, Caleshu C, Karczewski KJ és mások. (2011. szeptember). "Fázisos, teljes genom genetikai kockázata egy családi kvartettben, fő allél referenciaszekvenciát használva". PLOS Genetika. 7 (9): e1002280. doi: 10.1371/journal.pgen.1002280 . PMC3174201 . PMID21935354.
  182. ^
  183. "A Complete Genomics 29 nagy lefedettségű, teljes humán genom szekvenálási adatkészlettel ad hozzá nyilvános genomiális adattárát".
  184. ^
  185. I. minta (2010. február 17.). "Desmond Tutu genomját a genetikai sokféleség vizsgálatának részeként szekvenálták". Az őrző.
  186. ^
  187. Schuster SC, Miller W, Ratan A, Tomsho LP, Giardine B, Kasson LR és mások. (2010. február). "Teljes Khoisan és Bantu genomok Dél-Afrikából". Természet. 463 (7283): 943–7. Bibcode:2010Natur.463..943S. doi:10.1038/nature08795. PMC3890430 . PMID20164927.
  188. ^
  189. Rasmussen M, Li Y, Lindgreen S, Pedersen JS, Albrechtsen A, Moltke I stb. (2010. február). "Egy kihalt paleo-eszkimó ősi emberi genomszekvenciája". Természet. 463 (7282): 757–62. Bibcode:2010Natur.463..757R. doi:10.1038/nature08835. PMC3951495 . PMID20148029.
  190. ^
  191. Corpas M, Cariaso M, Coletta A, Weiss D, Harrison AP, Moran F, Yang H (2013. november 12.). "A teljes nyilvános domain családgenomikai adatkészlet". bioRxiv10.1101/000216 .
  192. ^
  193. Corpas M (2013. június). "Crowdsourcing the corpasome". Biológia és orvostudomány forráskódja. 8 (1): 13. doi: 10.1186/1751-0473-8-13. PMC3706263 . PMID23799911.
  194. ^
  195. Mao Q, Ciotlos S, Zhang RY, Ball MP, Chin R, Carnevali P és mások. (2016. október). "Több mint 100 személyes genom teljes genomszekvenciája és kísérletileg fázisba lépett haplotípusai". GigaScience. 5 (1): 42. doi:10.1186/s13742-016-0148-z. PMC5057367 . PMID27724973.
  196. ^
  197. Cai B, Li B, Kiga N, Suchberg J, Bergquist T, Chen YC és mtsai. (2017. szeptember). "A fenotípusok és a teljes genomok párosítása: A személyes genomprojekt közösségi kihívásainak négy iterációjából levont tanulságok". Emberi mutáció. 38 (9): 1266–1276. doi:10.1002/humu.23265. PMC5645203 . PMID28544481.
  198. ^
  199. Gonzaga-Jauregui C, Lupski JR, Gibbs RA (2012). "Az emberi genom szekvenálása az egészségben és a betegségekben". Az orvostudomány éves áttekintése. 63: 35–61. doi:10.1146/annurev-med-051010-162644. PMC3656720 . PMID22248320.
  200. ^
  201. Choi M, Scholl UI, Ji W, Liu T, Tikhonova IR, Zumbo P, Nayir A, Bakkaloğlu A, Ozen S, Sanjad S, Nelson-Williams C, Farhi A, Mane S, Lifton RP (2009. november). "Genetikai diagnózis teljes exome-befogással és masszívan párhuzamos DNS-szekvenálással". Proceedings of the National Academy of Sciences of Amerikai Egyesült Államok. 106 (45): 19096–101. Irodai kód: 2009PNAS..10619096C. doi:10.1073/pnas.0910672106. PMC2768590 . PMID19861545.
  202. ^ ab
  203. Narasimhan VM, Xue Y, Tyler-Smith C (2016. április). "Emberi kiütéses hordozók: halottak, betegek, egészségesek vagy javultak?". Trendek a molekuláris medicinában. 22 (4): 341–351. doi:10.1016/j.molmed.2016.02.006. PMC4826344 . PMID26988438.
  204. ^
  205. Saleheen D, Natarajan P, Armean IM, Zhao W, Rasheed A, Khetarpal SA és mások. (2017. április). "Emberi kiütések és fenotípusos elemzések egy csoportban, ahol magas a rokonság aránya". Természet. 544 (7649): 235–239. Bibcode:2017Natur.544..235S. doi:10.1038/nature22034. PMC5600291 . PMID28406212.
  206. ^ ab
  207. Hamosh A, Scott AF, Amberger J, Bocchini C, Valle D, McKusick VA (2002. január). "Online Mendelian Heritance in Man (OMIM), az emberi gének és genetikai rendellenességek tudásbázisa". Nukleinsav kutatás. 30 (1): 52–5. doi: 10.1093/nar/30.1.52 . PMC99152 . PMID11752252.
  208. ^
  209. Katsanis N (2016. november). "Az ok-okozati összefüggés folytonossága az emberi genetikai rendellenességekben". Genombiológia. 17 (1): 233. doi: 10.1186/s13059-016-1107-9. PMC5114767 . PMID27855690.
  210. ^
  211. Wong LC (2017). "A következő generációs szekvenálás klinikai hasznosságának áttekintése az emberi genetikai rendellenességek molekuláris diagnózisában". In Wong LC (szerk.). Az emberi genetikai rendellenességek következő generációs szekvenáláson alapuló klinikai molekuláris diagnosztikája. Springer International Publishing. 1–11. doi:10.1007/978-3-319-56418-0_1. ISBN978-3-319-56418-0 . Hiányzó vagy üres |title= (súgó)
  212. ^
  213. Fedick A, Zhang J (2017). „A szállítószűrés következő generációja”. In Wong LC (szerk.). Az emberi genetikai rendellenességek következő generációs szekvenáláson alapuló klinikai molekuláris diagnosztikája. Springer International Publishing. 339–354. doi:10.1007/978-3-319-56418-0_16. ISBN978-3-319-56418-0 . Hiányzó vagy üres |title= (súgó)
  214. ^
  215. Waterston RH, Lindblad-Toh K, Birney E, Rogers J, Abril JF, Agarwal P, Agarwala R, Ainscough R, Alexandersson M és munkatársai. (2002. december). "Az egér genomjának kezdeti szekvenálása és összehasonlító elemzése". Természet. 420 (6915): 520–62. Bibcode:2002Natur.420..520W. doi: 10.1038/nature01262 . PMID12466850. az emlős genomban a (tisztító) szelekció alatt álló kis (50-100 bp) szegmensek aránya körülbelül 5%-ra becsülhető. Ez az arány jóval magasabb, mint a fehérjét kódoló szekvenciákkal önmagában magyarázható, ami arra utal, hogy a genom számos további jellemzőt (például nem lefordított régiókat, szabályozó elemeket, nem fehérjét kódoló géneket és kromoszómális szerkezeti elemeket) tartalmaz, amelyek biológiai funkcióra szelekció alatt állnak. .
  216. ^
  217. Birney E, Stamatoyannopoulos JA, Dutta A, Guigó R, Gingeras TR, Margulies EH, et al. (2007. június). "Funkcionális elemek azonosítása és elemzése az emberi genom 1%-ában az ENCODE kísérleti projektben". Természet. 447 (7146): 799–816. Bibcode:2007Natur.447..799B. doi:10.1038/nature05874. PMC2212820 . PMID17571346.
  218. ^
  219. The Chimpanzee Sequencing Analysis Consortium (2005. szeptember). "A csimpánz genomjának kezdeti szekvenciája és összehasonlítása az emberi genommal". Természet. 437 (7055): 69–87. Bibcode:2005Natur.437. 69.. doi: 10.1038/nature04072 . PMID16136131. Számításaink szerint az ember és a csimpánz közötti genomszintű nukleotid eltérés 1,23%, ami megerősíti a korlátozottabb vizsgálatok legújabb eredményeit.
  220. ^
  221. The Chimpanzee Sequencing Analysis Consortium (2005. szeptember). "A csimpánz genomjának kezdeti szekvenciája és összehasonlítása az emberi genommal". Természet. 437 (7055): 69–87. Bibcode:2005Natur.437. 69.. doi: 10.1038/nature04072 . PMID16136131. becsléseink szerint a polimorfizmus a megfigyelt eltérési ráta 14-22%-át teszi ki, és így a rögzített eltérés

120 ms 9,2% Scribunto_LuaSandboxCallback :: sima 100 ms 7,7% Scribunto_LuaSandboxCallback :: callParserFunction 100 ms 7,7% 40-es típus ms 3,1% Scribunto_LuaSandboxCallback :: al 40 ms 3,1% 40 ms 3,1% Scribunto_LuaSandboxCallback :: getAllExpandedArguments 40 ms 3,1% [mások] 280 ms 21,5% Betöltött Wikibase entitások száma: 1/400 -->


Hivatkozások

Grewal SI, Elgin SC: Heterokromatin: új lehetőségek a szerkezet öröklődésében. Curr Opin Genet Dev. 2002, 12: 178-187. 10.1016/S0959-437X(02)00284-8.

Heitz E: Das Heterochromatin der Moose. Jahrbucher fur Wissenschaftliche Botanik. 69, 762-818 (1928)].

Hoskins RA, Smith CD, Carlson JW, Carvalho AB, Halpern A, Kaminker JS, Kennedy C, Mungall CJ, Sullivan BA, Sutton GG és munkatársai: Heterokromatikus szekvenciák egy Drosophila teljes genom sörétes összeállítás. Genome Biol. 2002, 3: R1-0085. 10.1186/gb-2002-3-12-research0085.

Dimitri P, Junakovic N, Arca B: Heterokromatikus gének kolonizációja transzponálható elemekkel Drosophila. Mol Biol Evol. 20, 503-512 (2003). 10.1093/molbev/msg048.

Pardue ML, Lowenhaupt K, Rich A, Nordheim A: (dC-dA)n.(dG-dT)n szekvenciák evolúciósan konzervált kromoszómális helyekkel rendelkeznek Drosophila hatással van a kromoszóma szerkezetében és működésében betöltött szerepekre. EMBO J. 6, 1781-1789 (1987).

Richards EJ, Elgin SC: A heterokromatin képződésének és elhallgatásának epigenetikai kódjai: a szokásos gyanúsítottak összesítése. Sejt. 2002, 108: 489-500. 10.1016/S0092-8674(02)00644-X.

James TC, Elgin SC: A heterokromatinnal kapcsolatos nem hiszton kromoszómális fehérje azonosítása Drosophila melanogaster és a génje. Mol Cell Biol. 6, 3862-3872 (1986)].

Eissenberg JC, Elgin SC: A HP1 fehérjecsalád: fogás a kromatinnal. Curr Opin Genet Dev. 2000, 10: 204-210. 10.1016/S0959-437X(00)00058-7.

Schotta G, Ebert A, Krauss V, Fischer A, Hoffmann J, Rea S, Jenuwein T, Dorn R, Reuter G: Központi szerepe Drosophila SU(VAR)3-9 hiszton H3-K9 metilációban és heterokromatikus géncsendesítésben. EMBO J. 2002, 21: 1121-1131. 10.1093/emboj/21.5.1121.

Bannister AJ, Zegerman P, Partridge JF, Miska EA, Thomas JO, Allshire RC, Kouzarides T: A metilált lizin 9 szelektív felismerése a H3 hisztonon a HP1 kromodomén által. Természet. 2001, 410: 120-124. 10.1038/35065138.

Eissenberg JC, James TC, Foster-Hartnett DM, Hartnett T, Ngan V, Elgin SC: A heterokromatin-specifikus kromoszómafehérjék mutációja a pozíció-hatás variegáció elnyomásával jár Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci USA. 87, 9923-9927 (1990)].

Misra S, Crosby MA, Mungall CJ, Matthews BB, Campbell KS, Hradecky P, Huang Y, Kaminker JS, Millburn GH, Prochnik SE stb.: Annotation of the the Drosophila melanogaster eukromatikus genom: szisztematikus áttekintés. Genome Biol. 2002, R3: 1-0083. 10.1186/gb-2002-3-12-research0083.

Drysdale RA, Crosby MA: FlyBase: gének és génmodellek. Nucleic Acids Res. 2005, 33 (Adatbázis): D390-395. 10.1093/nar/gki046.

Barigozzi C, Dolfini S, Fraccaro M, Raimondi GR, Tiepolo L: In vitro szomatikus kromoszómái DNS-replikációs mintázatainak vizsgálata Drosophila melanogaster. Exp Cell Res. 43, 231-234 (1966)]. 10.1016/0014-4827(66)90399-5.

Bridges CB: A negyedik kromoszóma mutánsai és kapcsolódási adatai Drosophila melanogaster. Biol Zh. 4, 401-420 (1935).

Miklos GL, Yamamoto MT, Davies J, Pirrotta V: A mikroklónozás a 4. kromoszómára és a béta-heterokromatinra jellemző ismétlődő szekvenciák nagy gyakoriságát tárja fel. Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci USA. 85, 2051-2055 (1988)].

Locke J, Podemski L, Roy K, Pilgrim D, Hodgetts R: A Drosophila 4-es kromoszómájából származó két kozmid klón elemzése melanogaster két új gént tár fel ismétlődő szekvenciák szokatlan elrendezése közepette. Genome Res. 9, 137-149 (1999).

Kaminker JS, Bergman CM, Kronmiller B, Carlson J, Svirskas R, Patel S, Frize E, Wheeler DA, Lewis SE, Rubin GM stb.: A transzponálható elemek Drosophila melanogaster euchromatin: genomikai perspektíva. Genome Biol. 2002, 3: R1-0084. 10.1186/gb-2002-3-12-research0084.

Bartolome C, Maside X, Charlesworth B: A transzponálható elemek abundanciájáról és eloszlásáról a genomjában Drosophila melanogaster. Mol Biol Evol. 2002, 19: 926-937.

James TC, Eissenberg JC, Craig C, Dietrich V, Hobson A, Elgin SC: A HP1, a heterokromatinnal asszociált nem hiszton kromoszómális fehérje eloszlási mintái Drosophila. Eur J Cell Biol. 50, 170-180 (1989)].

Haynes KA, Leibovitch BA, Rangwala SH, Craig C, Elgin SC: Heterokromatin képződés elemzése a 4. kromoszóma segítségével Drosophila melanogaster. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 2004, 69: 267-272. 10.1101/sqb.2004.69.267.

Wallrath LL, Elgin SC: Pozíció hatás variegation in Drosophila megváltozott kromatinszerkezettel van összefüggésben. Genes Dev. 9, 1263-1277 (1995)].

Sun FL, Cuaycong MH, Craig CA, Wallrath LL, Locke J, Elgin SC: A negyedik kromoszóma Drosophila melanogaster : eukromatikus és heterokromatikus domének egymásba sorakozva. Proc Natl Acad Sci USA. 2000, 97: 5340-5345. 10.1073/pnas.090530797.

Sun FL, Haynes K, Simpson CL, Lee SD, Collins L, Wuller J, Eissenberg JC, Elgin SC: cisz -A heterokromatin képződésének ható meghatározói Drosophila melanogaster négyes kromoszóma. Mol Cell Biol. 2004, 24: 8210-8220. 10.1128/MCB.24.18.8210-8220.2004.

Matzke MA, Birchler JA: RNSi által közvetített útvonalak a sejtmagban. Nat Rev Genet. 2005, 6: 24-35. 10.1038/nrg1500.

Pal-Bhadra M, Leibovitch BA, Gandhi SG, Rao M, Bhadra U, Birchler JA, Elgin SC: Heterokromatikus csendesítés és HP1 lokalizáció Drosophila az RNSi gépezettől függenek. Tudomány. 2004, 303, 669-672. 10.1126/tudomány.1092653.

Aravin AA, Lagos-Quintana M, Yalcin A, Zavolan M, Marks D, Snyder B, Gaasterland T, Meyer J, Tuschl T: A kis RNS-profil Drosophila melanogaster fejlődés. Dev Cell. 2003, 5:337-350. 10.1016/S1534-5807(03)00228-4.

Clayton FE, Vendég WC: A kromoszóma evolúció áttekintése a Drosophilidae családban. A Drosophila genetikája és biológiája. 3E, 1-38 (1986).

Sturtevant AH, Novitski E: A kromoszómaelemek homológiái a nemzetségben Drosophila. Genetika. 26, 517-538 (1941)].

Gubenko IS, Evgen'ev MB: Citológiai és kapcsolódási térképek Drosophila virilis kromoszómák. Genetica. 65, 127-139 (1984)]. 10.1007/BF00135277.

Podemski L, Ferrer C, Locke J: A 4. kromoszóma egész karjának inverziója Drosophila faj. Kromoszóma. 2001, 110: 305-312.

Powell JR, DeSalle R: Drosophila molekuláris filogeniák és felhasználásuk. Evol Biol. 28, 87-138 (1995).

Lowenhaupt K, Rich A, Pardue ML: A hosszú mono- és dinukleotid ismétlődések nem véletlenszerű eloszlása Drosophila kromoszómák: összefüggések a dóziskompenzációval, a heterokromatinnal és a rekombinációval. Mol Cell Biol. 9, 1173-1182 (1989)].

Chino M, Kikkawa H: Mutánsok és átkelés a pontszerű kromoszómájában Drosophila virilis. Genetika. 18, 111-116 (1933)].

Cliften PF, Hillier LW, Fulton L, Graves T, Miner T, Gish WR, Waterston RH, Johnston M: Földmérés Saccharomyces genomokat a funkcionális elemek azonosítására összehasonlító DNS-szekvencia-analízissel. Genome Res. 11, 1175-1186 (2001). 10.1101/gr.182901.

Bergman CM, Pfeiffer BD, Rincon-Limas DE, Hoskins RA, Gnirke A, Mungall CJ, Wang AM, Kronmiller B, Pacleb J, Park S és munkatársai: Assessing the impact of comparative genomic sequence data on the funkcionális annotációja Drosophila genom. Genome Biol. 2002, 3: R1-0086. 10.1186/gb-2002-3-12-research0086.

Richards S, Liu Y, Bettencourt BR, Hradecky P, Letovsky S, Nielsen R, Thornton K, Hubisz MJ, Chen R, Meisel RP és munkatársai: Comparative genome szekvencia Drosophila pseudoobscura : kromoszóma, gén és cisz-elem evolúció. Genome Res. 2005, 15: 1-18. 10.1101/gr.3059305.

Myers EW, Sutton GG, Delcher AL, Dew IM, Fasulo DP, Flanigan MJ, Kravitz SA, Mobarry CM, Reinert KH, Remington KA stb.: A teljes genom összeállítás Drosophila. Tudomány. 287, 2196-2204 (2000). 10.1126/tudomány.287.5461.2196.

Hartl DL, Nurminsky DI, Jones RW, Lozovskaya ER: A genom szerkezete és evolúciója Drosophila : a keretrendszer P1 térkép alkalmazásai. Proc Natl Acad Sci USA. 91, 6824-6829 (1994)].

Drosophila Genomprojekt a Baylor College of Medicine-ben. [http://www.hgsc.bcm.tmc.edu/projects/drosophila/]

Ewing B, Hillier L, Wendl MC, Green P: Automatizált szekvenszernyomok alaphívása phred használatával. I. Pontosság értékelése. Genome Res. 8, 175-185 (1998)].

Ewing B, Green P: Automatizált szekvenszer nyomkövetések alaphívása phred használatával. II. Hiba valószínűségek. Genome Res. 8, 186-194 (1998).

Gordon D, Abajian C, Green P: Consed: grafikus eszköz a sorozat befejezéséhez. Genome Res. 8, 195-202 (1998)].

Devlin RH, Bingham B, Wakimoto BT: A fénygén, egy heterokromatikus gén szerveződése és expressziója Drosophila melanogaster. Genetika. 125, 129-140 (1990).

Jurka J: Ismétlődések a genomi DNS-ben: bányászat és jelentés. Curr Opin Struct Biol. 8, 333-337 (1998)]. 10.1016/S0959-440X(98)80067-5.

Jurka J: Repbase frissítés: ismétlődő elemek adatbázisa és elektronikus naplója. Trends Genet. 2000, 16: 418-420. 10.1016/S0168-9525(00)02093-X.

Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ: Alapvető helyi igazítási keresőeszköz. J Mol Biol. 215, 403-410 (1990)]. 10.1006/jmbi.1990.9999.

Quesneville H, Bergman CM, Andrieu O, Autard D, Nouaud D, Ashburner M, Anxolabehere D: A genomszekvenciák transzponálható elemeinek kombinált bizonyítéka. PLoS Comput Biol. 2005, 1: 166-175.

Edgar RC, Myers EW: PILER: A genomi ismétlődések azonosítása és osztályozása. Bioinformatika. 2005, 21 (1. melléklet): i152-i158. 10.1093/bioinformatika/bti1003.

Ár AL, Jones NC, Pevzner PA: De novo ismétlődő családok azonosítása nagy genomokban. Bioinformatika. 2005, 21 (1. melléklet): i351-i358. 10.1093/bioinformatika/bti1018.

Összeállítás / Igazítás / Annotáció 12 kapcsolódó Drosophila faj. [http://rana.lbl.gov/drosophila]

Yang HP, Hung TL, You TL, Yang TH: A nagy mennyiségben előforduló DINE-1 transzponálható elem genomszintű összehasonlító elemzése azt sugallja, hogy a közelmúltban transzpozíciós robbanás történt. Drosophila yakuba. Genetika. 2005, doi:10.1534/genetics.105.051714

Quesneville H, Nouaud D, Anxolabehere D: Új transzponálható elemcsaládok észlelése Drosophila melanogaster és Anopheles gambiae genomok. J Mol Evol. 2003, 57 (1. melléklet): S50-59. 10.1007/s00239-003-0007-2.

Singh ND, Arndt PF, Petrov DA: A háttér helyettesítési minták genomiális heterogenitása Drosophila melanogaster. Genetika. 2005, 169: 709-722. 10.1534/genetika.104.032250.

Locke J, Howard LT, Aippersbach N, Podemski L, Hodgetts RB: A DINE-1 jellemzése, a kromoszómán és a centrikus heterokromatinban jelenlévő rövid, átszőtt ismétlődő elem Drosophila melanogaster. Kromoszóma. 108, 356-366 (1999)]. 10.1007/s004120050387.

Kapitonov VV, Jurka J: Molecular paleontology of transposable elements in the Drosophila melanogaster genom. Proc Natl Acad Sci USA. 2003, 100: 6569-6574. 10.1073/pnas.0732024100.

Pyatkov KI, Shostak NG, Zelentsova ES, Lyozin GT, Melekhin MI, Finnegan DJ, Kidwell MG, Evgen'ev MB: Penelope retroelemek innen Drosophila virilis átalakítása után aktívak Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci USA. 2002, 99: 16150-16155. 10.1073/pnas.252641799.

Evgen'ev M, Zelentsova H, Mnjoian L, Poluectova H, Kidwell MG: Invasion of Drosophila virilis a Penelope transzponálható elem által. Kromoszóma. 2000, 109: 350-357.

Coelho PA, Queiroz-Machado J, Hartl D, Sunkel CE: A Hoppel transzponálható elemcsalád kromoszómális lokalizációjának mintázata Drosophila melanogaster alcsoport. Chromosome Res. 6, 385-395 (1998). 10.1023/A:1009277322626.

Reiss D, Quesneville H, Nouaud D, Andrieu O, Anxolabehere D: Hoppel, a P-like element without introns: a P-element ancestral structure or a retrotranscription derivative?. Mol Biol Evol. 20, 869-879 (2003). 10.1093/molbev/msg090.

Sijen T, Plasterk RH: Transzpozon hangtompítás a Caenorhabditis elegans csíravonal természetes RNSi által. Természet. 2003, 426: 310-314. 10.1038/természet02107.

Dorer DR, Henikoff S: A transzgén ismétlődések kiterjedése heterokromatin képződést és géncsendesítést okoz Drosophila. Sejt. 77, 993-1002 (1994)]. 10.1016/0092-8674(94)90439-1.

Smalheiser NR, Torvik VI: Genomikus ismétlődésekből származó emlős mikroRNS-ek. Trends Genet. 2005, 21: 322-326. 10.1016/j.tig.2005.04.008.

Matthews DH, Sabina J, Zuker M, Turner DH: A termodinamikai paraméterek kiterjesztett szekvenciafüggése javítja az RNS másodlagos szerkezetének előrejelzését. J Mol Biol. 288, 911-940 (1999)]. 10.1006/jmbi.1999.2700.

Stephens GE, Craig CA, Li Y, Wallrath LL, Elgin SCR: Politén kromoszómák immunfluoreszcens festése: genetikai eszközök kihasználása. Módszerek Enzymol. 2004, 376: 372-393.

Henikoff S, Henikoff JG, Alford WJ, Pietrokovski S: Automated construction and grafikus display of protein blocks from unaligned sequences. Gén. 163: GC17-26 (1995). 10.1016/0378-1119(95)00486-P.

Rose TM, Schultz ER, Henikoff JG, Pietrokovski S, McCallum CM, Henikoff S: Konszenzus-degenerált hibrid oligonukleotid primerek távoli rokon szekvenciák amplifikációjához. Nucleic Acids Res. 26, 1628-1635 (1998)]. 10.1093/nar/26.7.1628.

Casacuberta E, Pardue ML: A telomer retrotranszpozonok koevolúciója keresztben Drosophila faj. Genetika. 2002, 161: 1113-1124.

International Human Genome Sequencing Consortium: Az emberi genom eukromatikus szekvenciájának befejezése. Természet. 2004, 431: 931-945. 10.1038/természet03001.

Altschul SF, Madden TL, Schaffer AA, Zhang J, Zhang Z, Miller W, Lipman DJ: Gapped BLAST és PSI-BLAST: a fehérjeadatbázis-kereső programok új generációja. Nucleic Acids Res. 25, 3389-3402 (1997)]. 10.1093/nar/25.17.3389.

Burge C, Karlin S: A teljes génstruktúrák előrejelzése az emberi genomi DNS-ben. J Mol Biol. 268, 78-94 (1997)]. 10.1006/jmbi.1997.0951.

Kent WJ: BLAT - a BLAST-szerű igazító eszköz. Genome Res. 2002, 12: 656-664. 10.1101/gr.229202. A cikk 2002 márciusa előtt jelent meg az interneten.

Drosophila Heterochromatin Genome Project PILER-DF könyvtárak. [ftp://ftp.dhgp.org/pub/DHGP/PILER-DF/]

Benson G: Tandem repeats Finder: DNS-szekvenciák elemzésére szolgáló program. Nucleic Acids Res. 27, 573-580 (1999)]. 10.1093/nar/27.2.573.

Wooton J, Federhen S: A lokális komplexitás statisztikái aminosavszekvenciákban és szekvencia-adatbázisokban. Comput Chem. 17, 149-163 (1993)]. 10.1016/0097-8485(93)85006-X.


Hozzáférési lehetőségek

Teljes hozzáférés a naplóhoz 1 évre

Minden ár NETTÓ.
Az ÁFA később a pénztárnál kerül hozzáadásra.
Az adószámítás véglegesítése a fizetés során történik.

Szerezzen korlátozott ideig vagy teljes hozzáférést a cikkhez a ReadCube-on.

Minden ár NETTÓ.


Politén kromoszómák, heterokromatin és helyzethatás-variegáció

Ez a fejezet leírja, hogy a heterokromatin szerveződésével kapcsolatos problémák kiemelkedően fontosak a genetikai anyag kromoszómákban való szerveződéséről szóló általános gondolkodásban. Az ismétlődő DNS-szekvenciák megtalálása az eukarióta genomban és módszere in situ A hibridizáció szélesebb alapot biztosított a heterokromatin szerkezetének megértéséhez és az ismétlődő DNS-szekvenciákban való gazdagságának kimutatásához. A heterokromatin élettani szerepének tanulmányozására figyelemre méltó kísérleti modell a pozícióhatás. Amikor egy eukromatikus régiót heterokromatinba transzponálunk, a közvetlenül szomszédos gének pozícióhatás hatására inaktiválódhatnak. A genetikai inaktiváció mértéke különféle ágensekkel módosítható, beleértve a heterokromatin mennyiségének változását a sejtben. Így a pozícióhatást kihasználva a génaktivitás befolyását mindkettőben ford és cisz álláspontok tisztázhatók. A fejezet bemutatja a heterokromatin közvetlen közelében lévő kromoszómafragmensek morfológiai és morfofunkcionális szerveződését vizsgáló tanulmányokat, amelyek kimutatták, hogy a genetikai inaktiváció összefüggésben áll a kromoszómarégió tömörítésével és a heterokromatin tulajdonságainak elsajátításával. A heterokromatin és a pozícióhatás vizsgálatában a jelentős áttörést a genetikai inaktiváció expresszióját, és ennek következtében a kromatin tömörítési fokát befolyásoló komplex génrendszer felfedezése jelentette. A fejezet arra a következtetésre jut, hogy a heterokromatin kutatási területén új, alaposabb vizsgálatot igénylő információk halmozódtak fel.


Nézd meg a videót: Fingertip Pulse OXIMETER - Blood Oxygen Saturation Level Monitor SpO2 (Augusztus 2022).