Informatie

3.8: Menselijk genoom - biologie


Al deze ACGT's. Wat zijn ze?

Meer dan drie miljard daarvan zijn afkomstig van een mens en vormen het menselijk genoom - het menselijk genetisch materiaal - alle informatie die nodig is om een ​​mens te coderen. Het zou ongeveer 9,5 jaar duren om - zonder te stoppen - de meer dan drie miljard basenparen in het genoom van één persoon voor te lezen.

Het menselijk genoom

Wat maakt ieder van ons uniek? Je zou kunnen stellen dat de omgeving een rol speelt, en tot op zekere hoogte ook. Maar de meesten zijn het erover eens dat je ouders iets te maken hebben met jouw uniekheid. In feite is het onze genen die ieder van ons uniek maken – of op zijn minst genetisch uniek. We hebben allemaal de genen die ons menselijk maken: de genen voor huid en botten, ogen en oren, vingers en tenen, enzovoort. We hebben echter allemaal verschillende huidskleuren, verschillende botgroottes, verschillende oogkleuren en verschillende oorvormen. In feite, hoewel we dezelfde genen hebben, werken de producten van deze genen bij de meesten van ons een beetje anders. En dat is wat ons uniek maakt.

De menselijk genoom is de genoom - al het DNA - van Homo sapiens. Mensen hebben ongeveer 3 miljard basen aan informatie, verdeeld over ongeveer 20.000 tot 22.000 genen, die zijn verspreid over niet-coderende sequenties en verdeeld over 24 verschillende chromosomen (22autosomen plus de X en Y geslachtschromosomen) (onderstaand). Het genoom is alle erfelijke informatie die in het DNA is gecodeerd, inclusief de genen en niet-coderende sequenties.

Menselijk genoom, chromosomen en genen. Elk chromosoom van het menselijk genoom bevat veel genen, evenals niet-coderende intergene (tussen genen) regio's. Elk paar chromosomen wordt hier in een andere kleur weergegeven.

Dankzij de Menselijk genoom project, weten wetenschappers nu de DNA-sequentie van het hele menselijke genoom. Het Human Genome Project is een internationaal project waarbij wetenschappers van over de hele wereld betrokken zijn. Het begon in 1990 en in 2003 hadden wetenschappers alle 3 miljard basenparen van menselijk DNA gesequenced. Nu proberen ze alle genen in de sequentie te identificeren. Het Human Genome Project heeft een referentiesequentie van het menselijk genoom opgeleverd. Het menselijk genoom bestaat uit eiwitcodering exonen, geassocieerd intronen en regulerende sequenties, genen die coderen voor andere RNA-moleculen, en andere DNA-sequenties (soms aangeduid als "junk" DNA), die gebieden zijn waarin nog geen functie is geïdentificeerd.

Je kunt een video bekijken over het Human Genome Project en hoe het de "code van het leven" kraakte op deze link: http://www.pbs.org/wgbh/nova/genome/program.html.

Ons moleculaire zelf video bespreekt het menselijk genoom, en is beschikbaar op http://www.genome.gov/25520211 of http://www.youtube.com/watch?v=_EK3g6px7Ik.Genoom, de code van het leven ontgrendelen is de tentoonstelling van het menselijk genoom in het Smithsonian's National Museum of Natural History. Zie http://unlockinglifescode.org om de tentoonstelling te bezoeken.

ENCODE: De encyclopedie van DNA-elementen

In september 2012 ENCODE, The Encyclopedia OF NSNA Eelementen, werd aangekondigd. ENCODE was een kolossaal project, waarbij meer dan 440 wetenschappers in 32 laboratoria over de hele wereld betrokken waren, met als doel het menselijk genoom te begrijpen. Men dacht dat ongeveer 80% van het menselijk genoom "junk"-DNA was. ENCODE heeft vastgesteld dat dit niet waar is. Nu wordt gedacht dat ongeveer 80% van het genoom actief is. In feite bestaat een groot deel van het menselijk genoom uit regulerende sequenties, aan/uit-schakelaars die onze genen vertellen wat ze moeten doen en wanneer ze het moeten doen. Dr. Eric Green, directeur van het National Human Genome Research Institute van de National Institutes of Health dat dit project organiseerde, stelt: "Het is deze ongelooflijke choreografie die gaande is, van een bescheiden aantal genen en een immens aantal ... schakelaars die choreograferen hoe die genen worden gebruikt."

Er wordt nu gedacht dat ten minste driekwart van het genoom betrokken is bij het maken van RNA, en het grootste deel van dit RNA lijkt de genactiviteit te helpen reguleren. Wetenschappers hebben ook ongeveer 4 miljoen plaatsen geïdentificeerd waar eiwitten aan DNA binden en regulerend werken. Deze nieuwe bevindingen tonen aan dat het menselijk genoom opmerkelijke en nauwkeurige en complexe controles heeft over de expressie van genetische informatie in een cel.

Zien ENCODE-gegevens beschrijven de functie van het menselijk genoom op http://www.genome.gov/27549810 voor meer informatie.

Samenvatting

  • Het menselijk genoom bestaat uit ongeveer 3 miljard basenparen DNA.
  • In 2003 voltooide het Human Genome Project de sequentiëring van alle 3 miljard basenparen.

Meer ontdekken

Gebruik deze bron om de volgende vragen te beantwoorden.

  • http://www.hippocampus.org/Biology → Niet-majors Biologie → Zoeken: Menselijk genoom project
  1. Wat waren 3 doelen van het Human Genome Project?
  2. Hoeveel genen zitten op chromosoom #1?
  3. Hoe groot is het menselijk genoom?
  4. Hoeveel genetische variatie is er tussen mensen?
  5. Hoeveel van het genoom maakt geen deel uit van een gen?

Beoordeling

  1. Beschrijf het menselijk genoom.
  2. Wat heeft het Human Genome Project bereikt?
  3. Beschrijf de samenstelling van het menselijk genoom.

De hoofddoelen van het Human Genome Project werden voor het eerst geformuleerd in 1988 door een speciale commissie van de Amerikaanse National Academy of Sciences, en later aangenomen door middel van een gedetailleerde reeks van vijfjarenplannen die gezamenlijk werden opgesteld door de National Institutes of Health en het Department of Energy. .

Het congres financierde zowel de NIH als de DOE om dit concept verder te onderzoeken, en de twee overheidsinstanties sloten een overeenkomst door een Memorandum of Understanding te ondertekenen om "onderzoek en technische activiteiten met betrekking tot het menselijk genoom te coördineren".

James Watson werd aangesteld om de NIH-component te leiden, die het Office of Human Genome Research werd genoemd. Het jaar daarop evolueerde het Office of Human Genome Research tot het National Center for Human Genome Research.

In 1990 werd de eerste planningsfase voltooid met de publicatie van een gezamenlijk onderzoeksplan, "Understanding Our Genetic Inheritance: The Human Genome Project, The First Five Years, FY 1991-1995." Dit initiële onderzoeksplan bevatte specifieke doelen voor de eerste vijf jaar van wat toen een onderzoeksinspanning van 15 jaar zou zijn.

HGP-onderzoekers hebben het menselijk genoom op drie belangrijke manieren ontcijferd: het bepalen van de volgorde, of 'sequentie', van alle basen in het DNA van ons genoom, kaarten maken die de locaties van genen voor grote delen van al onze chromosomen weergeven en zogenaamde koppelingskaarten produceren , waardoor erfelijke eigenschappen (zoals die voor genetische ziekten) over generaties kunnen worden gevolgd.

De hoofddoelen van het Human Genome Project werden voor het eerst geformuleerd in 1988 door een speciale commissie van de Amerikaanse National Academy of Sciences, en later aangenomen door middel van een gedetailleerde reeks van vijfjarenplannen die gezamenlijk werden opgesteld door de National Institutes of Health en het Department of Energy. .

Het congres financierde zowel de NIH als de DOE om dit concept verder te onderzoeken, en de twee overheidsinstanties sloten een overeenkomst door een Memorandum of Understanding te ondertekenen om "onderzoek en technische activiteiten met betrekking tot het menselijk genoom te coördineren".

James Watson werd aangesteld om de NIH-component te leiden, die het Office of Human Genome Research werd genoemd. Het jaar daarop evolueerde het Office of Human Genome Research tot het National Center for Human Genome Research.

In 1990 werd de eerste planningsfase voltooid met de publicatie van een gezamenlijk onderzoeksplan, "Understanding Our Genetic Inheritance: The Human Genome Project, The First Five Years, FY 1991-1995." Dit initiële onderzoeksplan bevatte specifieke doelen voor de eerste vijf jaar van wat toen een onderzoeksinspanning van 15 jaar zou zijn.

HGP-onderzoekers hebben het menselijk genoom op drie belangrijke manieren ontcijferd: het bepalen van de volgorde, of 'sequentie', van alle basen in het DNA van ons genoom, kaarten maken die de locaties van genen voor grote delen van al onze chromosomen weergeven en zogenaamde koppelingskaarten produceren , waardoor erfelijke eigenschappen (zoals die voor genetische ziekten) over generaties kunnen worden gevolgd.


Inhoud

De eerste menselijke genoomsequenties werden in februari 2001 in bijna volledige conceptvorm gepubliceerd door het Human Genome Project [15] en Celera Corporation. [16] De voltooiing van de sequencing-inspanning van het Human Genome Project werd aangekondigd in 2004 met de publicatie van een concept-genoomsequentie, waardoor er slechts 341 hiaten in de sequentie overbleven, wat neerkomt op zeer repetitief en ander DNA dat niet kon worden gesequenced met de technologie die beschikbaar is op de tijd. [8] Het menselijke genoom was de eerste van alle gewervelde dieren waarvan de sequentie bijna voltooid was, en vanaf 2018 waren de diploïde genomen van meer dan een miljoen individuele mensen bepaald met behulp van next-generation sequencing. [17] In 2021 werd gemeld dat het T2T-consortium alle leemten had opgevuld. Zo ontstond er een compleet menselijk genoom zonder hiaten. [18]

Deze gegevens worden wereldwijd gebruikt in de biomedische wetenschap, antropologie, forensisch onderzoek en andere takken van wetenschap. Dergelijke genomische studies hebben geleid tot vooruitgang in de diagnose en behandeling van ziekten en tot nieuwe inzichten op vele gebieden van de biologie, waaronder de menselijke evolutie.

In juni 2016 kondigden wetenschappers officieel HGP-Write aan, een plan om het menselijk genoom te synthetiseren. [19] [20]

Hoewel de 'voltooiing' van het menselijk genoomproject in 2001 werd aangekondigd [14], bleven er honderden hiaten over, waarbij ongeveer 5-10% van de totale sequentie onbepaald bleef. De ontbrekende genetische informatie was meestal in repetitieve heterochromatische regio's en nabij de centromeren en telomeren, maar ook enkele gencoderende euchromatische regio's. [21] Er bleven 160 euchromatische hiaten over in 2015 toen de sequenties werden bepaald die nog eens 50 voorheen niet-gesequentieerde regio's omspannen. [22] Pas in 2020 werd de eerste echt volledige telomeer-naar-telomeer-sequentie van een menselijk chromosoom bepaald, namelijk van het X-chromosoom. [23]

De totale lengte van het menselijke referentiegenoom, dat niet de sequentie van een specifiek individu vertegenwoordigt, is meer dan 3 miljard basenparen. Het genoom is georganiseerd in 22 gepaarde chromosomen, autosomen genoemd, plus het 23e paar geslachtschromosomen (XX) bij de vrouw en (XY) bij de man. Dit zijn allemaal grote lineaire DNA-moleculen die zich in de celkern bevinden. Het genoom omvat ook het mitochondriaal DNA, een relatief klein cirkelvormig molecuul dat in meerdere kopieën in elk mitochondrion aanwezig is.

Menselijke referentiegenoomgegevens, per chromosoom [24]
chromosoom Lengte
(mm)
Baseren
paren
variaties Eiwit-
codering
genen
Pseudo-
genen
Totaal
lang
ncRNA
Totaal
klein
ncRNA
miRNA rRNA snRNA snoRNA Diversen
ncRNA
Links Centromeer
positie
(Mbp)
Cumulatief
(%)
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
mtDNA 0.0054 16,569 929 13 0 0 24 0 2 0 0 0 EBI Nvt 100
totaal 3,088,286,401 155,630,645 20412 14600 14727 5037 1756 532 1944 1521 2213

Originele analyse gepubliceerd in de Ensembl-database van het European Bioinformatics Institute (EBI) en Wellcome Trust Sanger Institute. Chromosoomlengtes geschat door het aantal basenparen te vermenigvuldigen met 0,34 nanometer (afstand tussen basenparen in de meest voorkomende structuur van de dubbele DNA-helix een recente schatting van menselijke chromosoomlengtes op basis van bijgewerkte gegevens meldt 205,00 cm voor het diploïde mannelijke genoom en 208,23 cm voor vrouwen, overeenkomend met gewichten van respectievelijk 6,41 en 6,51 picogram (pg), [25]). Het aantal eiwitten is gebaseerd op het aantal initiële voorloper-mRNA-transcripten en omvat geen producten van alternatieve pre-mRNA-splitsing of wijzigingen aan de eiwitstructuur die optreden na translatie.

Variaties zijn unieke DNA-sequentieverschillen die zijn geïdentificeerd in de individuele menselijke genoomsequenties die door Ensembl zijn geanalyseerd vanaf december 2016. Het aantal geïdentificeerde variaties zal naar verwachting toenemen naarmate verdere persoonlijke genomen worden gesequenced en geanalyseerd. Naast de geninhoud die in deze tabel wordt getoond, is een groot aantal niet tot expressie gebrachte functionele sequenties geïdentificeerd in het hele menselijke genoom (zie hieronder). Koppelt open vensters naar de referentiechromosoomsequenties in de EBI-genoombrowser.

Kleine niet-coderende RNA's zijn RNA's van wel 200 basen die geen eiwitcoderend vermogen hebben. Deze omvatten: microRNA's of miRNA's (post-transcriptionele regulatoren van genexpressie), kleine nucleaire RNA's of snRNA's (de RNA-componenten van spliceosomen) en kleine nucleolaire RNA's of snoRNA (betrokken bij het begeleiden van chemische modificaties aan andere RNA-moleculen). Lange niet-coderende RNA's zijn RNA-moleculen langer dan 200 basen die geen eiwitcoderend vermogen hebben. Deze omvatten: ribosomale RNA's of rRNA's (de RNA-componenten van ribosomen), en een verscheidenheid aan andere lange RNA's die betrokken zijn bij de regulatie van genexpressie, epigenetische modificaties van DNA-nucleotiden en histon-eiwitten, en regulatie van de activiteit van eiwitcoderende genen. Kleine discrepanties tussen total-small-ncRNA-nummers en het aantal specifieke typen kleine ncNRA's zijn het gevolg van het feit dat de eerste waarden afkomstig zijn uit Ensembl-release 87 en de laatste uit Ensembl-release 68.

Het aantal genen in het menselijk genoom is niet helemaal duidelijk omdat de functie van tal van transcripten onduidelijk blijft. Dit geldt met name voor niet-coderend RNA. Het aantal eiwitcoderende genen is beter bekend, maar er zijn nog steeds in de orde van grootte van 1.400 twijfelachtige genen die al dan niet coderen voor functionele eiwitten, meestal gecodeerd door korte open leeskaders.

Verschillen in schattingen van het aantal menselijke genen tussen verschillende databases, vanaf juli 2018 [26]
Gencode [27] ensemble [28] Referentie [29] SCHAAK [30]
eiwitcoderende genen 19,901 20,376 20,345 21,306
lncRNA-genen 15,779 14,720 17,712 18,484
antisense RNA 5501 28 2694
diversen RNA 2213 2222 13,899 4347
pseudogenen 14,723 1740 15,952
totaal aantal transcripten 203,835 203,903 154,484 328,827

Informatie inhoud Bewerken

Het haploïde menselijke genoom (23 chromosomen) is ongeveer 3 miljard basenparen lang en bevat ongeveer 30.000 genen. [31] Aangezien elk basenpaar kan worden gecodeerd met 2 bits, is dit ongeveer 750 megabyte aan data. Een individuele somatische (diploïde) cel bevat tweemaal deze hoeveelheid, dat wil zeggen ongeveer 6 miljard basenparen. Mannen hebben minder dan vrouwen omdat het Y-chromosoom ongeveer 57 miljoen basenparen is, terwijl de X ongeveer 156 miljoen is. Aangezien individuele genomen in sequentie met minder dan 1% van elkaar verschillen, kunnen de variaties van het genoom van een bepaald mens van een gemeenschappelijke referentie verliesloos worden gecomprimeerd tot ongeveer 4 megabytes. [32]

De entropiesnelheid van het genoom verschilt aanzienlijk tussen coderende en niet-coderende sequenties. Het ligt dicht bij het maximum van 2 bits per basenpaar voor de coderende sequenties (ongeveer 45 miljoen basenparen), maar minder voor de niet-coderende delen. Het varieert tussen 1,5 en 1,9 bits per basenpaar voor het individuele chromosoom, behalve voor het Y-chromosoom, dat een entropiesnelheid heeft van minder dan 0,9 bits per basenpaar. [33]

De inhoud van het menselijk genoom wordt gewoonlijk verdeeld in coderende en niet-coderende DNA-sequenties. Coderend DNA wordt gedefinieerd als die sequenties die kunnen worden getranscribeerd in mRNA en vertaald in eiwitten tijdens de menselijke levenscyclus. Deze sequenties nemen slechts een klein deel van het genoom in beslag (<2%). Niet-coderend DNA bestaat uit al die sequenties (ongeveer 98% van het genoom) die niet worden gebruikt om te coderen voor eiwitten.

Sommige niet-coderende DNA bevatten genen voor RNA-moleculen met belangrijke biologische functies (niet-coderend RNA, bijvoorbeeld ribosomaal RNA en transfer-RNA). De verkenning van de functie en evolutionaire oorsprong van niet-coderend DNA is een belangrijk doel van hedendaags genoomonderzoek, waaronder het ENCODE-project (Encyclopedia of DNA Elements), dat tot doel heeft het hele menselijke genoom te onderzoeken met behulp van een verscheidenheid aan experimentele hulpmiddelen waarvan de resultaten indicatief zijn van moleculaire activiteit.

Omdat niet-coderend DNA veel groter is dan coderend DNA, is het concept van het genoom waarvan de sequentie is bepaald een meer gericht analytisch concept geworden dan het klassieke concept van het DNA-coderende gen. [34] [35]

Eiwitcoderende sequenties vertegenwoordigen de meest bestudeerde en best begrepen component van het menselijk genoom. Deze sequenties leiden uiteindelijk tot de productie van alle menselijke eiwitten, hoewel verschillende biologische processen (bijv. DNA-herschikkingen en alternatieve pre-mRNA-splitsing) kunnen leiden tot de productie van veel meer unieke eiwitten dan het aantal eiwitcoderende genen. De volledige modulaire eiwitcoderingscapaciteit van het genoom is opgenomen in het exoom en bestaat uit DNA-sequenties die worden gecodeerd door exons die kunnen worden vertaald in eiwitten. Vanwege het biologische belang ervan en het feit dat het minder dan 2% van het genoom uitmaakt, was sequencing van het exoom de eerste belangrijke mijlpaal van het Human Genome Project.

Aantal eiwitcoderende genen. Ongeveer 20.000 menselijke eiwitten zijn geannoteerd in databases zoals Uniprot. [37] Historisch gezien liepen de schattingen voor het aantal eiwitgenen sterk uiteen, variërend tot 2.000.000 aan het eind van de jaren zestig, [38] maar verschillende onderzoekers wezen er in het begin van de jaren zeventig op dat de geschatte mutatiebelasting van schadelijke mutaties een bovengrens van ongeveer 40.000 voor het totale aantal functionele loci (dit omvat eiwitcoderende en functionele niet-coderende genen). [39] Het aantal menselijke eiwitcoderende genen is niet significant groter dan dat van veel minder complexe organismen, zoals de rondworm en de fruitvlieg. Dit verschil kan het gevolg zijn van het uitgebreide gebruik van alternatieve pre-mRNA-splitsing bij mensen, die de mogelijkheid biedt om een ​​zeer groot aantal modulaire eiwitten te bouwen door de selectieve opname van exons.

Eiwitcoderend vermogen per chromosoom. Eiwitcoderende genen zijn ongelijk verdeeld over de chromosomen, variërend van enkele tientallen tot meer dan 2000, met een bijzonder hoge gendichtheid binnen de chromosomen 1, 11 en 19. Elk chromosoom bevat verschillende genrijke en genarme regio's, die kan gecorreleerd zijn met chromosoombanden en GC-gehalte. [40] De betekenis van deze niet-willekeurige patronen van gendichtheid wordt niet goed begrepen. [41]

Grootte van eiwitcoderende genen. De grootte van eiwitcoderende genen in het menselijk genoom vertoont een enorme variabiliteit.Het gen voor histon H1a (HIST1HIA) is bijvoorbeeld relatief klein en eenvoudig, mist introns en codeert voor een mRNA van 781 nucleotiden lang dat een eiwit van 215 aminozuren produceert uit zijn open leeskader van 648 nucleotiden. Dystrofine (DMD) was het grootste eiwitcoderende gen in het menselijke referentiegenoom van 2001, met in totaal 2,2 miljoen nucleotiden [42], terwijl recentere systematische meta-analyse van bijgewerkte gegevens van het menselijk genoom een ​​nog groter eiwitcoderend gen identificeerde, RBFOX1 (RNA-bindend eiwit, fox-1 homoloog 1), die in totaal 2,47 miljoen nucleotiden omvat. [43] Titin (TTN) heeft de langste coderende sequentie (114.414 nucleotiden), het grootste aantal exons (363), [42] en het langste enkele exon (17.106 nucleotiden). Zoals geschat op basis van een samengestelde set van eiwitcoderende genen over het hele genoom, is de mediane grootte 26.288 nucleotiden (gemiddelde = 66.577), de mediane exongrootte, 133 nucleotiden (gemiddelde = 309), het mediane aantal exons, 8 ( gemiddelde = 11), en het door de mediaan gecodeerde eiwit is 425 aminozuren (gemiddelde = 553) lang. [43]

Voorbeelden van menselijke eiwitcoderende genen [44]
Eiwit chroom Gen Lengte Exons Exon lengte Intron lengte Alt-splitsing
Borstkanker type 2 gevoeligheidseiwit 13 BRCA2 83,736 27 11,386 72,350 Ja
Cystic fibrosis transmembraan conductantie regulator 7 CFTR 202,881 27 4,440 198,441 Ja
cytochroom b MT MTCYB 1,140 1 1,140 0 Nee
dystrofine x DMD 2,220,381 79 10,500 2,209,881 Ja
Glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase 12 GAPDH 4,444 9 1,425 3,019 Ja
Hemoglobine bèta-subeenheid 11 HBB 1,605 3 626 979 Nee
Histon H1A 6 HIST1H1A 781 1 781 0 Nee
Titin 2 TTN 281,434 364 104,301 177,133 Ja

Niet-coderend DNA wordt gedefinieerd als alle DNA-sequenties in een genoom die niet worden gevonden in eiwitcoderende exons, en dus nooit worden weergegeven in de aminozuursequentie van tot expressie gebrachte eiwitten. Volgens deze definitie bestaat meer dan 98% van de menselijke genomen uit ncDNA.

Er zijn talloze klassen niet-coderend DNA geïdentificeerd, waaronder genen voor niet-coderend RNA (bijv. tRNA en rRNA), pseudogenen, introns, niet-vertaalde gebieden van mRNA, regulerende DNA-sequenties, repetitieve DNA-sequenties en sequenties die verband houden met mobiele genetische elementen.

Talrijke sequenties die in genen zijn opgenomen, worden ook gedefinieerd als niet-coderend DNA. Deze omvatten genen voor niet-coderend RNA (bijv. tRNA, rRNA) en niet-vertaalde componenten van eiwitcoderende genen (bijv. introns en 5'- en 3'-niet-vertaalde gebieden van mRNA).

Eiwitcoderende sequenties (in het bijzonder coderende exons) vormen minder dan 1,5% van het menselijk genoom. [14] Bovendien bestaat ongeveer 26% van het menselijk genoom uit intronen. [45] Afgezien van genen (exons en introns) en bekende regulerende sequenties (8-20%), bevat het menselijk genoom gebieden met niet-coderend DNA. De exacte hoeveelheid niet-coderend DNA die een rol speelt in de celfysiologie is fel bediscussieerd. Recente analyse door het ENCODE-project geeft aan dat 80% van het gehele menselijke genoom ofwel wordt getranscribeerd, zich bindt aan regulerende eiwitten of is geassocieerd met een andere biochemische activiteit. [12]

Het blijft echter controversieel of al deze biochemische activiteit bijdraagt ​​aan de celfysiologie, of dat een aanzienlijk deel hiervan het resultaat is van transcriptionele en biochemische ruis, die actief moet worden uitgefilterd door het organisme. [46] Met uitzondering van eiwitcoderende sequenties, introns en regulerende regio's, bestaat veel van het niet-coderende DNA uit: Veel DNA-sequenties die geen rol spelen bij genexpressie hebben belangrijke biologische functies. Vergelijkende genomics-onderzoeken geven aan dat ongeveer 5% van het genoom sequenties van niet-coderend DNA bevat die sterk geconserveerd zijn, soms op tijdschalen die honderden miljoenen jaren vertegenwoordigen, wat impliceert dat deze niet-coderende regio's onder sterke evolutionaire druk en positieve selectie staan. [47]

Veel van deze sequenties reguleren de structuur van chromosomen door de regio's van heterochromatinevorming te beperken en structurele kenmerken van de chromosomen, zoals de telomeren en centromeren, te reguleren. Andere niet-coderende gebieden dienen als oorsprong van DNA-replicatie. Ten slotte worden verschillende regio's getranscribeerd in functioneel niet-coderend RNA dat de expressie van eiwitcoderende genen (bijvoorbeeld [48]), mRNA-translatie en -stabiliteit (zie miRNA), chromatinestructuur (inclusief histon-modificaties, bijvoorbeeld [49]), DNA methylering (bijvoorbeeld [50]), DNA-recombinatie (bijvoorbeeld [51]), en kruisregulatie van andere niet-coderende RNA's (bijvoorbeeld [52]). Het is ook waarschijnlijk dat veel getranscribeerde niet-coderende regio's geen enkele rol spelen en dat deze transcriptie het product is van niet-specifieke RNA-polymerase-activiteit. [46]

Pseudogenen Bewerken

Pseudogenen zijn inactieve kopieën van eiwitcoderende genen, vaak gegenereerd door genduplicatie, die niet-functioneel zijn geworden door de accumulatie van inactiverende mutaties. Het aantal pseudogenen in het menselijk genoom ligt in de orde van 13.000, [53] en in sommige chromosomen is het bijna hetzelfde als het aantal functionele eiwitcoderende genen. Genduplicatie is een belangrijk mechanisme waardoor nieuw genetisch materiaal wordt gegenereerd tijdens moleculaire evolutie.

De familie van de olfactorische receptorgenen is bijvoorbeeld een van de best gedocumenteerde voorbeelden van pseudogenen in het menselijk genoom. Meer dan 60 procent van de genen in deze familie zijn niet-functionele pseudogenen bij mensen. Ter vergelijking: slechts 20 procent van de genen in de genfamilie van de reukreceptoren van muizen zijn pseudogenen. Onderzoek suggereert dat dit een soortspecifiek kenmerk is, aangezien de meest nauw verwante primaten allemaal verhoudingsgewijs minder pseudogenen hebben. Deze genetische ontdekking helpt om het minder acute reukvermogen bij mensen te verklaren in vergelijking met andere zoogdieren. [54]

Genen voor niet-coderend RNA (ncRNA)

Niet-coderende RNA-moleculen spelen veel essentiële rollen in cellen, vooral in de vele reacties van eiwitsynthese en RNA-verwerking. Niet-coderend RNA omvat tRNA, ribosomaal RNA, microRNA, snRNA en andere niet-coderende RNA-genen, waaronder ongeveer 60.000 lange niet-coderende RNA's (lncRNA's). [12] [55] [56] [57] Hoewel het aantal gerapporteerde lncRNA-genen blijft stijgen en het exacte aantal in het menselijk genoom nog moet worden gedefinieerd, wordt beweerd dat veel van hen niet-functioneel zijn. [58]

Veel ncRNA's zijn cruciale elementen in genregulatie en expressie. Niet-coderend RNA draagt ​​ook bij aan epigenetica, transcriptie, RNA-splitsing en de translationele machinerie. De rol van RNA in genetische regulatie en ziekte biedt een nieuw potentieel niveau van onontgonnen genomische complexiteit. [59]

Introns en onvertaalde regio's van mRNA

Naast de ncRNA-moleculen die worden gecodeerd door discrete genen, bevatten de initiële transcripten van eiwitcoderende genen meestal uitgebreide niet-coderende sequenties, in de vorm van introns, 5'-niet-vertaalde regio's (5'-UTR) en 3'-niet-vertaalde regio's (3'-UTR). Binnen de meeste eiwitcoderende genen van het menselijk genoom is de lengte van intronsequenties 10 tot 100 keer de lengte van exonsequenties.

Regulerende DNA-sequenties

Het menselijk genoom heeft veel verschillende regulerende sequenties die cruciaal zijn voor het beheersen van genexpressie. Conservatieve schattingen geven aan dat deze sequenties 8% van het genoom uitmaken [60], maar extrapolaties van het ENCODE-project geven aan dat 20 [61] -40% [62] van het genoom een ​​genregulerende sequentie is. Sommige soorten niet-coderend DNA zijn genetische "schakelaars" die niet coderen voor eiwitten, maar wel regelen wanneer en waar genen tot expressie worden gebracht (enhancers genoemd). [63]

Regulerende sequenties zijn bekend sinds het einde van de jaren zestig. [64] De eerste identificatie van regulerende sequenties in het menselijk genoom was gebaseerd op recombinant-DNA-technologie. [65] Later, met de komst van genomische sequencing, zou de identificatie van deze sequenties kunnen worden afgeleid door evolutionair behoud. De evolutionaire tak tussen de primaten en de muis vond bijvoorbeeld 70-90 miljoen jaar geleden plaats. [66] Dus computervergelijkingen van gensequenties die geconserveerde niet-coderende sequenties identificeren, zullen een indicatie zijn van hun belang bij taken zoals genregulatie. [67]

Andere genomen zijn gesequenced met dezelfde bedoeling om instandhoudingsgeleide methoden te helpen, bijvoorbeeld het kogelvisgenoom. [68] Regulerende sequenties verdwijnen echter en evolueren tijdens de evolutie in een hoog tempo opnieuw. [69] [70] [71]

Vanaf 2012 zijn de inspanningen verschoven naar het vinden van interacties tussen DNA en regulerende eiwitten door de techniek ChIP-Seq, of hiaten waar het DNA niet is verpakt door histonen (DNase-overgevoelige plaatsen), die beide vertellen waar er actieve regulerende sequenties zijn in het onderzochte celtype. [60]

Repetitieve DNA-sequenties

Repetitieve DNA-sequenties omvatten ongeveer 50% van het menselijk genoom. [72]

Ongeveer 8% van het menselijk genoom bestaat uit tandem-DNA-arrays of tandem-herhalingen, herhaalde sequenties met een lage complexiteit die meerdere aangrenzende kopieën hebben (bijv. "CAGCAGCAG. "). [73] De tandemsequenties kunnen van variabele lengte zijn, van twee nucleotiden tot tientallen nucleotiden. Deze sequenties zijn zeer variabel, zelfs tussen nauw verwante individuen, en worden daarom gebruikt voor genealogische DNA-testen en forensische DNA-analyse. [74]

Herhaalde sequenties van minder dan tien nucleotiden (bijv. de dinucleotide repeat (AC)N) worden microsatellietsequenties genoemd. Onder de microsatellietsequenties zijn trinucleotide-herhalingen van bijzonder belang, zoals soms voorkomen in coderende gebieden van genen voor eiwitten en kunnen leiden tot genetische aandoeningen. De ziekte van Huntington is bijvoorbeeld het gevolg van een uitbreiding van de trinucleotide-herhaling (CAG)N binnen de Huntingtine gen op menselijk chromosoom 4. Telomeren (de uiteinden van lineaire chromosomen) eindigen met een microsatelliet-hexanucleotide-herhaling van de sequentie (TTAGGG)N.

Tandemherhalingen van langere sequenties (reeksen van herhaalde sequenties van 10-60 nucleotiden lang) worden minisatellieten genoemd.

Mobiele genetische elementen (transposons) en hun relikwieën

Transponeerbare genetische elementen, DNA-sequenties die kunnen repliceren en kopieën van zichzelf kunnen invoegen op andere locaties in een gastheergenoom, zijn een overvloedige component in het menselijk genoom. De meest voorkomende transposon-lijn, Alu, heeft ongeveer 50.000 actieve kopieën [75] en kan in intragene en intergene regio's worden ingevoegd. [76] Een andere lijn, LINE-1, heeft ongeveer 100 actieve kopieën per genoom (het aantal varieert van persoon tot persoon). [77] Samen met niet-functionele overblijfselen van oude transposons zijn ze verantwoordelijk voor meer dan de helft van het totale menselijke DNA. [78] Soms ook wel "springgenen" genoemd, hebben transposons een belangrijke rol gespeeld bij het vormgeven van het menselijk genoom. Sommige van deze sequenties vertegenwoordigen endogene retrovirussen, DNA-kopieën van virale sequenties die permanent in het genoom zijn geïntegreerd en nu worden doorgegeven aan volgende generaties.

Mobiele elementen in het menselijk genoom kunnen worden geclassificeerd in LTR-retrotransposons (8,3% van het totale genoom), SINE's (13,1% van het totale genoom) inclusief Alu-elementen, LINE's (20,4% van het totale genoom), SVA's en Klasse II DNA-transposons (2,9% van het totale genoom).

Menselijk referentiegenoom Bewerken

Met uitzondering van identieke tweelingen, vertonen alle mensen significante variatie in genomische DNA-sequenties. Het menselijke referentiegenoom (HRG) wordt gebruikt als een standaard sequentiereferentie.

Er zijn verschillende belangrijke punten met betrekking tot het menselijke referentiegenoom:

  • De HRG is een haploïde reeks. Elk chromosoom is één keer vertegenwoordigd.
  • De HRG is een samengestelde sequentie en komt niet overeen met een werkelijk menselijk individu.
  • De HRG wordt periodiek bijgewerkt om fouten, dubbelzinnigheden en onbekende "hiaten" te corrigeren.
  • De HRG vertegenwoordigt op geen enkele manier een "ideaal" of "perfect" menselijk individu. Het is gewoon een gestandaardiseerde weergave of model dat wordt gebruikt voor vergelijkende doeleinden.

Het Genome Reference Consortium is verantwoordelijk voor het actualiseren van de HRG. Versie 38 werd uitgebracht in december 2013. [79]

Menselijke genetische variatie meten

De meeste onderzoeken naar menselijke genetische variatie hebben zich gericht op single-nucleotide polymorfismen (SNP's), dit zijn substituties in individuele basen langs een chromosoom. De meeste analyses schatten dat SNP's gemiddeld 1 op 1000 basenparen voorkomen in het euchromatische menselijke genoom, hoewel ze niet voorkomen bij een uniforme dichtheid. Zo volgt de populaire uitspraak dat "we allemaal, ongeacht ras, genetisch 99,9% hetzelfde zijn", [80] hoewel dit door de meeste genetici enigszins zou worden gekwalificeerd. Er wordt nu bijvoorbeeld gedacht dat een veel groter deel van het genoom betrokken is bij variatie in het aantal exemplaren. [81] Een grootschalige gezamenlijke inspanning om SNP-variaties in het menselijk genoom te catalogiseren wordt ondernomen door het International HapMap Project.

De genomische loci en lengte van bepaalde soorten kleine repetitieve sequenties zijn zeer variabel van persoon tot persoon, wat de basis is van DNA-fingerprinting en DNA-vaderschapstesttechnologieën. De heterochromatische delen van het menselijk genoom, die in totaal enkele honderden miljoenen basenparen omvatten, worden ook als behoorlijk variabel beschouwd binnen de menselijke populatie (ze zijn zo repetitief en zo lang dat ze niet nauwkeurig kunnen worden gesequenced met de huidige technologie). Deze regio's bevatten weinig genen en het is onduidelijk of een significant fenotypisch effect het gevolg is van typische variatie in herhalingen of heterochromatine.

De meeste grove genomische mutaties in geslachtscellen van geslachtscellen resulteren waarschijnlijk in onoverwinnelijke embryo's, maar een aantal menselijke ziekten zijn gerelateerd aan grootschalige genoomafwijkingen. Het syndroom van Down, het syndroom van Turner en een aantal andere ziekten zijn het gevolg van non-disjunctie van volledige chromosomen. Kankercellen hebben vaak aneuploïdie van chromosomen en chromosoomarmen, hoewel een oorzakelijk verband tussen aneuploïdie en kanker niet is vastgesteld.

Menselijke genomische variatie in kaart brengen

Terwijl een genoomsequentie de volgorde van elke DNA-base in een genoom weergeeft, identificeert een genoomkaart de oriëntatiepunten. Een genoomkaart is minder gedetailleerd dan een genoomsequentie en helpt bij het navigeren door het genoom. [82] [83]

Een voorbeeld van een variatiekaart is de HapMap die wordt ontwikkeld door het International HapMap Project. De HapMap is een haplotype-kaart van het menselijk genoom, "die de gemeenschappelijke patronen van menselijke DNA-sequentievariatie zal beschrijven." [84] Het catalogiseert de patronen van kleinschalige variaties in het genoom waarbij enkele DNA-letters of basen betrokken zijn.

Onderzoekers publiceerden de eerste op sequentie gebaseerde kaart van grootschalige structurele variatie in het menselijk genoom in het tijdschrift Natuur in mei 2008. [85] [86] Grootschalige structurele variaties zijn verschillen in het genoom tussen mensen die variëren van een paar duizend tot een paar miljoen DNA-basen, sommige zijn winsten of verliezen van stukken genoomsequentie en andere verschijnen als re- rangschikkingen van reeksen. Deze variaties omvatten verschillen in het aantal exemplaren dat individuen hebben van een bepaald gen, deleties, translocaties en inversies.

Structurele variatie Edit

Structurele variatie verwijst naar genetische varianten die grotere delen van het menselijk genoom beïnvloeden, in tegenstelling tot puntmutaties. Vaak worden structurele varianten (SV's) gedefinieerd als varianten van 50 basenparen (bp) of meer, zoals deleties, duplicaties, inserties, inversies en andere herschikkingen. Ongeveer 90% van de structurele varianten zijn niet-coderende deleties, maar de meeste individuen hebben meer dan duizend van dergelijke deleties. De grootte van de deleties varieert van tientallen basenparen tot tienduizenden bp. [87] Gemiddeld dragen individuen

3 zeldzame structurele varianten die coderende gebieden veranderen, b.v. exons verwijderen. Ongeveer 2% van de individuen draagt ​​ultra-zeldzame structurele varianten op megabase-schaal, vooral herschikkingen. Dat wil zeggen, miljoenen basenparen kunnen worden omgekeerd binnen een chromosoom. Ultra-zeldzaam betekent dat ze alleen worden gevonden bij individuen of hun familieleden en dus zeer recent zijn ontstaan. [87]

SNP-frequentie over het menselijk genoom

Single-nucleotide polymorphisms (SNP's) komen niet homogeen voor in het menselijk genoom. In feite is er een enorme diversiteit in SNP-frequentie tussen genen, wat de verschillende selectieve druk op elk gen weerspiegelt, evenals verschillende mutatie- en recombinatiesnelheden over het genoom. Studies naar SNP's zijn echter bevooroordeeld in de richting van coderende regio's, het is onwaarschijnlijk dat de daaruit gegenereerde gegevens de algehele distributie van SNP's door het genoom weerspiegelen. Daarom is het SNP Consortium-protocol ontworpen om SNP's te identificeren zonder voorkeur voor coderende regio's en weerspiegelen de 100.000 SNP's van het Consortium over het algemeen de sequentiediversiteit over de menselijke chromosomen. Het SNP-consortium streeft ernaar het aantal geïdentificeerde SNP's in het hele genoom tegen het einde van het eerste kwartaal van 2001 uit te breiden tot 300.000. [88]

Veranderingen in niet-coderende sequentie en synonieme veranderingen in coderingsvolgorde komen over het algemeen vaker voor dan niet-synonieme veranderingen, als gevolg van een grotere selectieve druk die de diversiteit vermindert op posities die de aminozuuridentiteit dicteren. Overgangsveranderingen komen vaker voor dan transversies, waarbij CpG-dinucleotiden de hoogste mutatiesnelheid vertonen, vermoedelijk als gevolg van deaminering.

Persoonlijke genomen Bewerken

Een persoonlijke genoomsequentie is een (bijna) volledige sequentie van de chemische basenparen waaruit het DNA van een enkele persoon bestaat. Omdat medische behandelingen verschillende effecten hebben op verschillende mensen vanwege genetische variaties zoals single-nucleotide polymorphisms (SNP's), kan de analyse van persoonlijke genomen leiden tot gepersonaliseerde medische behandeling op basis van individuele genotypen. [89]

De eerste persoonlijke genoomsequentie die werd bepaald, was die van Craig Venter in 2007. Persoonlijke genomen waren niet bepaald in het openbare Human Genome Project om de identiteit te beschermen van vrijwilligers die DNA-monsters hebben verstrekt. Die sequentie was afgeleid van het DNA van verschillende vrijwilligers uit een diverse populatie. [90] Echter, in het begin van de door Venter geleide Celera Genomics genoomsequencing-inspanning werd de beslissing genomen om over te schakelen van het sequencen van een samengesteld monster naar het gebruik van DNA van een enkel individu, waarvan later werd onthuld dat het Venter zelf was. De menselijke genoomsequentie van Celera die in 2000 werd vrijgegeven, was dus grotendeels die van één man. Daaropvolgende vervanging van de vroege composiet-afgeleide gegevens en bepaling van de diploïde sequentie, die beide sets chromosomen vertegenwoordigt, in plaats van een oorspronkelijk gerapporteerde haploïde sequentie, maakte de vrijgave van het eerste persoonlijke genoom mogelijk. [91] In april 2008 werd ook dat van James Watson voltooid. In 2009 publiceerde Stephen Quake zijn eigen genoomsequentie, afgeleid van een door hem ontworpen sequencer, de Heliscope.[92] Een Stanford-team onder leiding van Euan Ashley publiceerde een raamwerk voor de medische interpretatie van menselijke genomen geïmplementeerd op het genoom van Quake en nam voor het eerst medische beslissingen op basis van het hele genoom. [93] Dat team breidde de benadering van de West-familie verder uit, de eerste familie waarvan de sequentie werd bepaald als onderdeel van Illumina's Personal Genome Sequencing-programma. [94] Sindsdien zijn honderden persoonlijke genoomsequenties vrijgegeven, [95] waaronder die van Desmond Tutu, [96] [97] en van een Paleo-Eskimo. [98] In 2012 werden de volledige genoomsequenties van twee familietrio's onder 1092 genomen openbaar gemaakt. [3] In november 2013 maakte een Spaanse familie vier persoonlijke exome-datasets (ongeveer 1% van het genoom) openbaar beschikbaar onder een Creative Commons-licentie voor het publieke domein. [99] [100] Het Personal Genome Project (gestart in 2005) is een van de weinige die zowel genoomsequenties als bijbehorende medische fenotypes openbaar beschikbaar maakt. [101] [102]

De sequentiebepaling van individuele genomen onthulde verder niveaus van genetische complexiteit die voorheen niet waren gewaardeerd. Persoonlijke genomica hielp bij het onthullen van het aanzienlijke niveau van diversiteit in het menselijk genoom dat niet alleen wordt toegeschreven aan SNP's, maar ook aan structurele variaties. De toepassing van dergelijke kennis op de behandeling van ziekten en op medisch gebied staat echter nog maar aan het begin. [103] Exome-sequencing is steeds populairder geworden als hulpmiddel bij de diagnose van genetische ziekten, omdat het exoom slechts 1% van de genomische sequentie bijdraagt, maar goed is voor ongeveer 85% van de mutaties die significant bijdragen aan de ziekte. [104]

Menselijke knockouts Bewerken

Bij mensen komen gen-knockouts van nature voor als heterozygote of homozygote verlies-of-function gen-knockouts. Deze knockouts zijn vaak moeilijk te onderscheiden, vooral binnen heterogene genetische achtergronden. Ze zijn ook moeilijk te vinden omdat ze voorkomen in lage frequenties.

Populaties met een hoog bloedverwantschap, zoals landen met een hoog aantal eerste-neefhuwelijken, vertonen de hoogste frequenties van homozygote gen-knockouts. Dergelijke populaties omvatten Pakistan, IJsland en Amish-populaties. Deze populaties met een hoge mate van ouderlijke verwantschap zijn het onderwerp geweest van menselijk knock-outonderzoek dat heeft bijgedragen aan het bepalen van de functie van specifieke genen bij mensen. Door specifieke knockouts te onderscheiden, kunnen onderzoekers fenotypische analyses van deze individuen gebruiken om het gen dat is uitgeschakeld te karakteriseren.

Knock-outs in specifieke genen kunnen genetische ziekten veroorzaken, mogelijk gunstige effecten hebben of zelfs helemaal geen fenotypisch effect tot gevolg hebben. Het bepalen van het fenotypische effect van een knock-out en bij mensen kan echter een uitdaging zijn. Uitdagingen bij het karakteriseren en klinisch interpreteren van knockouts zijn onder meer het moeilijk noemen van DNA-varianten, het bepalen van verstoring van de eiwitfunctie (annotatie) en het overwegen van de hoeveelheid invloed die mozaïekisme heeft op het fenotype. [105]

Een belangrijke studie die menselijke knock-outs heeft onderzocht, is de Pakistan Risk of Myocardial Infarction-studie. Er werd gevonden dat individuen met een heterozygoot verlies van functie-gen knock-out voor het APOC3-gen lagere triglyceriden in het bloed hadden na het nuttigen van een vetrijke maaltijd in vergelijking met individuen zonder de mutatie. Individuen met homozygote verlies-van-functie-gen-knockouts van het APOC3-gen vertoonden echter het laagste niveau van triglyceriden in het bloed na de vetbelastingstest, omdat ze geen functioneel APOC3-eiwit produceren. [106]

Bij de meeste aspecten van de menselijke biologie zijn zowel genetische (erfelijke) als niet-genetische (omgevings)factoren betrokken. Sommige erfelijke variaties beïnvloeden aspecten van onze biologie die niet medisch van aard zijn (lengte, oogkleur, het vermogen om bepaalde verbindingen te proeven of te ruiken, enz.). Bovendien veroorzaken sommige genetische aandoeningen alleen ziekte in combinatie met de juiste omgevingsfactoren (zoals voeding). Met deze waarschuwingen kunnen genetische aandoeningen worden beschreven als klinisch gedefinieerde ziekten die worden veroorzaakt door variatie in de genomische DNA-sequentie. In de meest eenvoudige gevallen kan de aandoening worden geassocieerd met variatie in een enkel gen. Cystische fibrose wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door mutaties in het CFTR-gen en is de meest voorkomende recessieve aandoening bij blanke populaties met meer dan 1.300 verschillende mutaties bekend. [107]

Ziekteveroorzakende mutaties in specifieke genen zijn meestal ernstig in termen van genfunctie en zijn gelukkig zeldzaam, dus genetische aandoeningen zijn evenzo individueel zeldzaam. Omdat er echter veel genen zijn die kunnen variëren om genetische aandoeningen te veroorzaken, vormen ze samen een belangrijk onderdeel van bekende medische aandoeningen, vooral in de kindergeneeskunde. Moleculair gekarakteriseerde genetische aandoeningen zijn die waarvoor het onderliggende causale gen is geïdentificeerd. Momenteel zijn er ongeveer 2.200 van dergelijke aandoeningen geannoteerd in de OMIM-database. [107]

Onderzoek naar genetische aandoeningen wordt vaak uitgevoerd door middel van familieonderzoek. In sommige gevallen worden populatiegebaseerde benaderingen gebruikt, met name in het geval van zogenaamde oprichterspopulaties zoals die in Finland, Frans-Canada, Utah, Sardinië, enz. Diagnose en behandeling van genetische aandoeningen worden meestal uitgevoerd door een geneticus-arts opgeleid in klinische/medische genetica. De resultaten van het Human Genome Project zullen waarschijnlijk zorgen voor een grotere beschikbaarheid van genetische tests voor gengerelateerde aandoeningen en uiteindelijk voor een betere behandeling. Ouders kunnen worden gescreend op erfelijke aandoeningen en worden geadviseerd over de gevolgen, de kans op overerving en hoe deze bij hun nakomelingen kunnen worden voorkomen of verbeterd.

Er zijn veel verschillende soorten variaties in de DNA-sequentie, variërend van volledige extra of ontbrekende chromosomen tot veranderingen van enkele nucleotiden. Algemeen wordt aangenomen dat veel natuurlijk voorkomende genetische variatie in menselijke populaties fenotypisch neutraal is, d.w.z. dat het weinig of geen detecteerbaar effect heeft op de fysiologie van het individu (hoewel er fractionele verschillen in fitheid kunnen zijn gedefinieerd over evolutionaire tijdsbestekken). Genetische stoornissen kunnen worden veroorzaakt door een of alle bekende typen sequentievariatie. Om een ​​nieuwe genetische aandoening moleculair te karakteriseren, is het noodzakelijk om een ​​causaal verband vast te stellen tussen een bepaalde genoomsequentievariant en de klinische ziekte die wordt onderzocht. Dergelijke studies vormen het domein van de menselijke moleculaire genetica.

Met de komst van het menselijk genoom en het internationale HapMap-project is het mogelijk geworden om subtiele genetische invloeden te onderzoeken op veel voorkomende ziektetoestanden zoals diabetes, astma, migraine, schizofrenie, enz. Hoewel er enkele causale verbanden zijn gelegd tussen varianten van genomische sequenties in bepaalde genen en sommige van deze ziekten, vaak met veel publiciteit in de algemene media, worden deze meestal niet als genetische aandoeningen beschouwd per se omdat hun oorzaken complex zijn, waarbij veel verschillende genetische en omgevingsfactoren betrokken zijn. Zo kan er in bepaalde gevallen onenigheid zijn of een bepaalde medische aandoening een genetische aandoening moet worden genoemd.

Bijkomende genetische aandoeningen die genoemd worden zijn Kallman-syndroom en Pfeiffer-syndroom (gen FGFR1), Fuchs corneadystrofie (gen TCF4), ziekte van Hirschsprung (genen RET en FECH), Bardet-Biedl-syndroom 1 (genen CCDC28B en BBS1), Bardet-Biedl-syndroom 10 (gen BBS10), en facioscapulohumerale spierdystrofie type 2 (genen D4Z4 en SMCHD1). [108]

Genoomsequencing is nu in staat om het genoom te verfijnen tot specifieke locaties om nauwkeuriger mutaties te vinden die zullen resulteren in een genetische aandoening. Kopienummervarianten (CNV's) en varianten met één nucleotide (SNV's) kunnen ook worden gedetecteerd op hetzelfde moment als genoomsequencing met nieuwere sequencingprocedures die beschikbaar zijn, Next Generation Sequencing (NGS) genoemd. Deze analyseert slechts een klein deel van het genoom, ongeveer 1-2%. De resultaten van deze sequencing kunnen worden gebruikt voor de klinische diagnose van een genetische aandoening, waaronder het syndroom van Usher, retinale aandoeningen, gehoorstoornissen, diabetes, epilepsie, de ziekte van Leigh, erfelijke kankers, neuromusculaire ziekten, primaire immunodeficiënties, ernstige gecombineerde immunodeficiëntie (SCID), en ziekten van de mitochondriën. [109] NGS kan ook worden gebruikt om dragers van ziekten vóór de conceptie te identificeren. De ziekten die in deze sequencing kunnen worden gedetecteerd, zijn onder meer de ziekte van Tay-Sachs, het syndroom van Bloom, de ziekte van Gaucher, de ziekte van Canavan, familiale dysautonomie, cystische fibrose, spinale musculaire atrofie en het fragiele-X-syndroom. De Next Genome Sequencing kan worden beperkt om specifiek te zoeken naar ziekten die vaker voorkomen in bepaalde etnische populaties. [110]

1:15000 in Amerikaanse blanken

1:176 in doopsgezinde/Amish-gemeenschappen

Vergelijkende genomics-studies van zoogdiergenomen suggereren dat ongeveer 5% van het menselijk genoom door evolutie is geconserveerd sinds de divergentie van bestaande lijnen ongeveer 200 miljoen jaar geleden, die de overgrote meerderheid van genen bevatten. [111] [112] Het gepubliceerde chimpanseegenoom verschilt 1,23% van dat van het menselijke genoom in directe sequentievergelijkingen. [113] Ongeveer 20% van dit cijfer wordt verklaard door variatie binnen elke soort, waardoor er alleen nog overblijft

1,06% consistente sequentiedivergentie tussen mensen en chimpansees bij gedeelde genen. [114] Dit verschil van nucleotide per nucleotide valt echter in het niet bij het deel van elk genoom dat niet wordt gedeeld, inclusief ongeveer 6% van de functionele genen die uniek zijn voor mensen of chimpansees. [115]

Met andere woorden, de aanzienlijke waarneembare verschillen tussen mensen en chimpansees kunnen net zoveel of meer te wijten zijn aan variatie op genoomniveau in het aantal, functie en expressie van genen in plaats van veranderingen in de DNA-sequentie in gedeelde genen. Er is zelfs bij mensen gevonden dat er een voorheen niet gewaardeerde hoeveelheid kopie-nummervariatie (CNV) is, die wel 5 tot 15% van het menselijk genoom kan uitmaken. Met andere woorden, tussen mensen kunnen er +/- 500.000.000 basenparen DNA zijn, waarvan sommige actieve genen zijn, andere geïnactiveerd of actief op verschillende niveaus. De volledige betekenis van deze bevinding valt nog te bezien. Gemiddeld verschilt een typisch menselijk eiwitcoderend gen van zijn chimpansee-ortholoog door slechts twee aminozuursubstituties. Bijna een derde van de menselijke genen heeft precies dezelfde eiwittranslatie als hun chimpansee-orthologen. Een belangrijk verschil tussen de twee genomen is humaan chromosoom 2, dat equivalent is aan een fusieproduct van chimpanseechromosomen 12 en 13. [116] (later hernoemd tot respectievelijk chromosomen 2A en 2B).

Mensen hebben een buitengewoon verlies van olfactorische receptorgenen ondergaan tijdens onze recente evolutie, wat ons relatief ruwe reukvermogen verklaart in vergelijking met de meeste andere zoogdieren. Evolutionair bewijs suggereert dat de opkomst van kleurenvisie bij mensen en verschillende andere primatensoorten de behoefte aan reukvermogen heeft verminderd. [117]

In september 2016 rapporteerden wetenschappers dat, op basis van genetisch onderzoek van menselijk DNA, alle niet-Afrikanen in de wereld van vandaag kunnen worden herleid tot een enkele populatie die Afrika tussen 50.000 en 80.000 jaar geleden verliet. [118]

Het menselijk mitochondriaal DNA is van enorm belang voor genetici, omdat het ongetwijfeld een rol speelt bij mitochondriale ziekten. Het werpt ook licht op de menselijke evolutie. Analyse van variatie in het menselijke mitochondriale genoom heeft bijvoorbeeld geleid tot de postulatie van een recente gemeenschappelijke voorouder voor alle mensen op de moederlijke afstammingslijn (zie Mitochondriale Eva).

Door het ontbreken van een systeem om te controleren op kopieerfouten, [119] mitochondriaal DNA (mtDNA) heeft een snellere variatiesnelheid dan nucleair DNA. Door deze 20-voudig hogere mutatiesnelheid kan mtDNA worden gebruikt voor een nauwkeuriger tracering van de voorouders van de moeder. [ citaat nodig ] Studies van mtDNA in populaties hebben het mogelijk gemaakt oude migratiepaden te traceren, zoals de migratie van indianen uit Siberië [120] of Polynesiërs uit Zuidoost-Azië. [ citaat nodig ] Het is ook gebruikt om aan te tonen dat er geen spoor van Neanderthaler-DNA is in het Europese genenmengsel dat wordt geërfd door puur moederlijke afstamming. [121] Vanwege de restrictieve alles of geen manier van mtDNA-erfenis, zou dit resultaat (geen spoor van Neanderthaler mtDNA) waarschijnlijk zijn tenzij er een groot percentage Neanderthaler-afkomst was, of er was een sterke positieve selectie voor dat mtDNA. Als we bijvoorbeeld 5 generaties teruggaan, droeg slechts 1 van de 32 voorouders van een persoon bij aan het mtDNA van die persoon, dus als een van deze 32 pure Neanderthalers was, zou een verwachte

3% van het autosomale DNA van die persoon zou van Neanderthaler oorsprong zijn, maar toch zouden ze een

97% kans om geen spoor van Neanderthaler mtDNA te hebben. [ citaat nodig ]

Epigenetica beschrijft een verscheidenheid aan kenmerken van het menselijk genoom die de primaire DNA-sequentie overstijgen, zoals chromatineverpakking, histonmodificaties en DNA-methylatie, en die belangrijk zijn bij het reguleren van genexpressie, genoomreplicatie en andere cellulaire processen. Epigenetische markers versterken en verzwakken de transcriptie van bepaalde genen, maar hebben geen invloed op de feitelijke sequentie van DNA-nucleotiden. DNA-methylatie is een belangrijke vorm van epigenetische controle over genexpressie en een van de meest bestudeerde onderwerpen in epigenetica. Tijdens de ontwikkeling ervaart het menselijke DNA-methylatieprofiel dramatische veranderingen. In vroege kiemlijncellen heeft het genoom zeer lage methyleringsniveaus. Deze lage niveaus beschrijven over het algemeen actieve genen. Naarmate de ontwikkeling vordert, leiden ouderlijke imprinting-tags tot verhoogde methyleringsactiviteit. [122] [123]

Epigenetische patronen kunnen worden geïdentificeerd tussen weefsels binnen een individu en tussen individuen onderling. Identieke genen die alleen verschillen in hun epigenetische toestand worden genoemd epiallelen. Epiallelen kunnen in drie categorieën worden ingedeeld: die welke direct worden bepaald door het genotype van een individu, die welke worden beïnvloed door het genotype en die welke volledig onafhankelijk zijn van het genotype. Het epigenoom wordt ook aanzienlijk beïnvloed door omgevingsfactoren. Dieet, toxines en hormonen beïnvloeden de epigenetische toestand. Studies naar voedingsmanipulatie hebben aangetoond dat methyldeficiënte diëten geassocieerd zijn met hypomethylering van het epigenoom. Dergelijke studies stellen epigenetica vast als een belangrijke interface tussen de omgeving en het genoom. [124]

  1. ^"GRCh38.p13". ncbi. Genoomreferentieconsortium. Ontvangen 8 juni 2020 .
  2. ^
  3. Bruin TA (2002). Het menselijk genoom (2e ed.). Oxford: Wiley-Liss.
  4. ^ eenB
  5. Abecasis GR, Auton A, Brooks LD, DePristo MA, Durbin RM, Handsaker RE, Kang HM, Marth GT, McVean GA (november 2012). "Een geïntegreerde kaart van genetische variatie van 1092 menselijke genomen". Natuur. 491 (7422): 56-65. Bibcode:2012Natuur.491. 56T. doi:10.1038/natuur11632. PMC3498066 . PMID23128226.
  6. ^
  7. Auton A, Brooks LD, Durbin RM, Garrison EP, Kang HM, Korbel JO, et al. (oktober 2015). "Een wereldwijde referentie voor menselijke genetische variatie". Natuur. 526 (7571): 68-74. Bibcode:2015Natuur.526. 68T. doi:10.1038/natuur15393. PMC4750478 . PMID26432245.
  8. ^
  9. Chimpansee Sequencing Analyse Consortium (2005). "Initiële sequentie van het genoom van de chimpansee en vergelijking met het menselijk genoom" (PDF) . Natuur. 437 (7055): 69-87. Bibcode:2005Natur.437. 69.. doi: 10.1038/nature04072 . PMID16136131. S2CID2638825.
  10. ^
  11. Varki A, Altheide TK (december 2005). "Het vergelijken van de mens en chimpansee genomen: zoeken naar naalden in een hooiberg". Genoomonderzoek. 15 (12): 1746-1758. doi: 10.1101/gr.3737405 . PMID16339373.
  12. ^
  13. Wade N (23 september 1999). "Aantal menselijke genen wordt op 140.000 gezet, een aanzienlijke winst". The New York Times.
  14. ^ eenB
  15. International Human Genome Sequencing Consortium (oktober 2004). "Het voltooien van de euchromatische sequentie van het menselijk genoom". Natuur. 431 (7011): 931-45. Bibcode: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 (november 2014). "Meerdere bewijsstrengen suggereren dat er maar 19.000 menselijke eiwitcoderende genen kunnen zijn". Menselijke moleculaire genetica. 23 (22): 5866-78. doi:10.1093/hmg/ddu309. PMC4204768 . PMID24939910.
  18. ^
  19. Saey TH (17 september 2018). "Een hertelling van menselijke genen verhoogt het aantal tot ten minste 46.831". Wetenschapsnieuws.
  20. ^
  21. Alles J, Fehlmann T, Fischer U, Backes C, Galata V, Minet M, et al. (april 2019). "Een schatting van het totale aantal echte menselijke miRNA's". Onderzoek naar nucleïnezuren. 47 (7): 3353-3364. doi:10.1093/nar/gkz097. PMC6468295 . PMID30820533.
  22. ^ eenBC
  23. Pennisi E (september 2012). "Genomics. ENCODE-project schrijft lofrede voor junk-DNA". Wetenschap. 337 (6099): 1159-1161. doi: 10.1126/wetenschap.337.6099.1159. PMID22955811.
  24. ^
  25. Zhang S (28 november 2018). "300 miljoen letters van DNA ontbreken in het menselijk genoom" . De Atlantische Oceaan.
  26. ^ eenBC
  27. International Human Genome Sequencing Consortium (februari 2001). "Initiële sequencing en analyse van het menselijk genoom". Natuur. 409 (6822): 860-921. Bibcode:2001Natur.409..860L. doi: 10.1038/35057062 . PMID11237011.
  28. ^International Human Genome Sequencing Consortium publiceert sequentie en analyse van het menselijk genoom
  29. ^
  30. Pennisi E (februari 2001). "Het menselijk genoom". Wetenschap. 291 (5507): 1177-1180. doi: 10.1126/wetenschap.291.5507.1177. PMID11233420. S2CID38355565.
  31. ^
  32. Molteni M (19 november 2018). "Nu kunt u uw hele genoom sequencen voor slechts $ 200". Bedrade.
  33. ^
  34. Wrighton K (februari 2021). "Het invullen van de gaten telomeer tot telomeer". Natuurmijlpalen: genomische sequencing: S21.
  35. ^
  36. Pollack A (2 juni 2016). "Wetenschappers kondigen HGP-Write aan, project om het menselijk genoom te synthetiseren". New York Times . Ontvangen 2 juni 2016 .
  37. ^
  38. Boeke JD, Church G, Hessel A, Kelley NJ, Arkin A, Cai Y, et al. (juli 2016). "The Genome Project-Write". Wetenschap. 353 (6295): 126–7. Bibcode:2016Sci. 353..126B. doi: 10.1126/science.aaf6850. PMID27256881. S2CID206649424.
  39. ^
  40. Zhang S (28 november 2018). "300 miljoen letters van DNA ontbreken in het menselijk genoom" . De Atlantische Oceaan . Ontvangen 16 augustus 2019 .
  41. ^
  42. Chaisson MJ, Huddleston J, Dennis MY, Sudmant PH, Malig M, Hormozdiari F, et al. (januari 2015). "Het oplossen van de complexiteit van het menselijk genoom met behulp van single-molecuul sequencing". Natuur. 517 (7536): 608-11. Bibcode:2015Natur.517..608C. doi:10.1038/natuur13907. PMC4317254 . PMID25383537.
  43. ^
  44. Miga KH, Koren S, Rhie A, Vollger MR, Gershman A, Bzikadze A, et al. (september 2020). "Telomeer-naar-telomeer assemblage van een compleet menselijk X-chromosoom". Natuur. 585 (7823): 79-84. Bibcode:2020Natur.585. 79M. doi:10.1038/s41586-020-2547-7. PMC7484160 . PMID32663838.
  45. ^Ensembl genoom browser release 87 [permanent dode link] (december 2016) voor de meeste waarden Ensembl genoom browser release 68 (juli 2012) voor miRNA, rRNA, snRNA, snoRNA.
  46. ^
  47. Piovesan A, Pelleri MC, Antonaros F, Strippoli P, Caracausi M, Vitale L (februari 2019). "Op de lengte, het gewicht en het GC-gehalte van het menselijk genoom". BMC-onderzoeksnotities. 12 (1): 106. doi:10.1186/s13104-019-4137-z. PMC6391780 . PMID30813969.
  48. ^
  49. Salzberg SL (augustus 2018). "Open vragen: Hoeveel genen hebben we?". BMC Biologie. 16 (1): 94. doi:10.1186/s12915-018-0564-x. PMC6100717 . PMID30124169.
  50. ^
  51. "Gencode-statistieken, versie 28". Gearchiveerd van het origineel op 2 maart 2018. Ontvangen 12 juli 2018 .
  52. ^
  53. "Ensembl-statistieken voor versie 92.38, overeenkomend met Gencode v28" . Ontvangen 12 juli 2018 .
  54. ^
  55. "NCBI Homo sapiens Annotatie Release 108". NIH. 2016.
  56. ^
  57. "SCHAK-statistieken, versie 2.0". Centrum voor Computerbiologie. Johns Hopkins-universiteit.
  58. ^
  59. "Menselijk Genoom Project Voltooiing: Veelgestelde Vragen". National Human Genome Research Institute (NHGRI) . Ontvangen 2 februari 2019 .
  60. ^
  61. Christley S, Lu Y, Li C, Xie X (januari 2009). "Menselijke genomen als e-mailbijlagen". Bio-informatica. 25 (2): 274-5. doi: 10.1093/bioinformatics/btn582 . PMID18996942.
  62. ^
  63. Liu Z, Venkatesh SS, Maley CC (oktober 2008). "Sequence ruimtedekking, entropie van genomen en het potentieel om niet-menselijk DNA in menselijke monsters te detecteren". BMC Genomics. 9: 509. doi:10.1186/1471-2164-9-509. PMC2628393 . PMID18973670. , afb. 6, met behulp van de Lempel-Ziv-schatters van entropiesnelheid.
  64. ^
  65. Waters K (7 maart 2007). "Moleculaire genetica". Stanford Encyclopedia of Philosophy . Ontvangen 18 juli 2013 .
  66. ^
  67. Gannett L (26 oktober 2008). "Het menselijk genoomproject". Stanford Encyclopedia of Philosophy . Ontvangen 18 juli 2013 .
  68. ^PANTHER-cirkeldiagram op de startpagina van het PANTHER-classificatiesysteem. Ontvangen 25 mei 2011
  69. ^Lijst van menselijke eiwitten in het Uniprot Human referentie-proteoom geraadpleegd op 28 januari 2015
  70. ^
  71. Kauffman SA (maart 1969). "Metabole stabiliteit en epigenese in willekeurig geconstrueerde genetische netten". Tijdschrift voor theoretische biologie. 22 (3): 437-67. doi:10.1016/0022-5193(69)90015-0. PMID5803332.
  72. ^
  73. Ohno S (1972). "Een argument voor de genetische eenvoud van de mens en andere zoogdieren". Tijdschrift voor menselijke evolutie. 1 (6): 651-662. doi:10.1016/0047-2484(72)90011-5.
  74. ^
  75. Sémon M, Mouchiroud D, Duret L (februari 2005). "Relatie tussen genexpressie en GC-inhoud bij zoogdieren: statistische significantie en biologische relevantie". Menselijke moleculaire genetica. 14 (3): 421–7. doi: 10.1093/hmg/ddi038 . PMID15590696.
  76. ^ M. Huang, H. Zhu, B. Shen, G. Gao, "Een niet-willekeurige gang door het menselijk genoom", 3e internationale conferentie over bio-informatica en biomedische technologie (UCBBE, 2009), 1-3
  77. ^ eenB
  78. Bang ML, Centner T, Fornoff F, Geach AJ, Gotthardt M, McNabb M, Witt CC, Labeit D, Gregorio CC, Granzier H, Labeit S (2001). "De volledige gensequentie van titine, expressie van een ongebruikelijke ongeveer 700 kDa titine isovorm en de interactie met obscurine identificeren een nieuwe Z-lijn naar I-band koppelingssysteem". Circulatieonderzoek. 89 (11): 1065-1072. doi: 10.1161/hh2301.10981 . PMID11717165.
  79. ^ eenB
  80. Piovesan A, Caracausi M, Antonaros F, Pelleri MC, Vitale L (2016). "GeneBase 1.1: een hulpmiddel om gegevens uit NCBI-gendatasets en de toepassing ervan op een update van menselijke genstatistieken samen te vatten". Database: The Journal of Biological Databases and Curation. 2016: baw153. doi:10.1093/database/baw153. PMC5199132 . PMID28025344.
  81. ^Ensembl genoombrowser (juli 2012)
  82. ^
  83. Gregory TR (september 2005). "Synergie tussen sequentie en grootte in grootschalige genomica". Natuur beoordelingen Genetica. 6 (9): 699-708. doi:10.1038/nrg1674. PMID16151375. S2CID24237594.
  84. ^ eenB
  85. Palazzo AF, Akef A (juni 2012). "Nucleaire export als een belangrijke scheidsrechter van 'mRNA-identiteit' in eukaryoten". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Genregulerende mechanismen. 1819 (6): 566-77. doi:10.1016/j.bbagrm.2011.12.012. PMID22248619.
  86. ^
  87. Ludwig MZ (december 2002). "Functionele evolutie van niet-coderend DNA". Huidige mening over genetica en ontwikkeling. 12 (6): 634–9. doi:10.1016/S0959-437X(02)00355-6. PMID12433575.
  88. ^
  89. Martens JA, Laprade L, Winston F (juni 2004). "Intergene transcriptie is vereist om het Saccharomyces cerevisiae SER3-gen te onderdrukken". Natuur. 429 (6991): 571-4. Bibcode:2004Natur.429..571M. doi:10.1038/natuur02538. PMID15175754. S2CID809550.
  90. ^
  91. Tsai MC, Manor O, Wan Y, Mosammaparast N, Wang JK, Lan F, Shi Y, Segal E, Chang HY (augustus 2010). "Lang niet-coderend RNA als modulaire steiger van histonmodificatiecomplexen". Wetenschap. 329 (5992): 689-93. Bibcode:2010Sci. 329..689T. doi: 10.1126/wetenschap.1192002. PMC2967777 . PMID20616235.
  92. ^
  93. Bartolomei MS, Zemel S, Tilghman SM (mei 1991). "Ouderlijke imprinting van de muis H19-gen". Natuur. 351 (6322): 153-5. Bibcode:1991Natur.351..153B. doi:10.1038/351153a0. PMID1709450. S2CID4364975.
  94. ^
  95. Kobayashi T, Ganley AR (september 2005). "Recombinatie regulering door transcriptie-geïnduceerde cohesine dissociatie in rDNA herhalingen". Wetenschap. 309 (5740): 1581-4. Bibcode:2005Sci. 309.1581K. doi: 10.1126/wetenschap.1116102. PMID16141077. S2CID21547462.
  96. ^
  97. Salmena L, Poliseno L, Tay Y, Kats L, Pandolfi PP (augustus 2011). "Een ceRNA-hypothese: de Rosetta-steen van een verborgen RNA-taal?". Cel. 146 (3): 353–8. doi:10.1016/j.cell.2011.07.014. PMC3235919 . PMID21802130.
  98. ^
  99. Pei B, Sisu C, Frankische A, Howald C, Habegger L, Mu XJ, Harte R, Balasubramanian S, Tanzer A, Diekhans M, Reymond A, Hubbard TJ, Harrow J, Gerstein MB (2012). "De GENCODE pseudogene bron". Genoombiologie. 13 (9): R51. doi:10.1186/gb-2012-13-9-r51. PMC3491395 . PMID22951037.
  100. ^
  101. Gilad Y, Man O, Pääbo S, Lancet D (maart 2003). "Human specifiek verlies van olfactorische receptor genen". Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 100 (6): 3324–7. Bibcode: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 (maart 2015). "Het landschap van lange niet-coderende RNA's in het menselijke transcriptoom". Natuurgenetica. 47 (3): 199-208. doi:10.1038/ng.3192. PMC4417758 . PMID25599403.
  104. ^
  105. Eddy SR (december 2001). "Niet-coderende RNA-genen en de moderne RNA-wereld". Natuur beoordelingen Genetica. 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). "De enorme, geconserveerde zoogdierlincRNome". PLOS Computational Biology. 9 (2): e1002917. Bibcode:2013PLSCB. 9E2917M. doi:10.1371/journal.pcbi.1002917. PMC3585383 . PMID23468607.
  108. ^
  109. Palazzo AF, Lee ES (2015). "Niet-coderend RNA: wat is functioneel en wat is rommel?". Grenzen in de genetica. 6: 2. doi:10.3389/fgene.2015.00002. PMC4306305 . PMID25674102.
  110. ^
  111. Mattick JS, Makunin IV (april 2006). "Niet-coderend RNA". Menselijke moleculaire genetica. 15 Spec nr. 1: R17-29. doi: 10.1093/hmg/ddl046 . PMID16651366.
  112. ^ eenB
  113. Bernstein BE, Birney E, Dunham I, Green ED, Gunter C, Snyder M (september 2012). "Een geïntegreerde encyclopedie van DNA-elementen in het menselijk genoom". Natuur. 489 (7414): 57-74. Bibcode:2012Natuur.489. 57T. doi:10.1038/natuur11247. PMC3439153 . PMID22955616.
  114. ^
  115. Birney E (5 september 2012). "ENCODE: Mijn eigen gedachten". Ewan's Blog: Bio-informaticus in het algemeen.
  116. ^
  117. Stamatoyannopoulos JA (september 2012). "Wat codeert ons genoom?". Genoomonderzoek. 22 (9): 1602–11. doi:10.1101/gr.146506.112. PMC3431477 . PMID22955972.
  118. ^
  119. Carroll SB, Gompel N, Prudhomme B (mei 2008). "Regulering van evolutie". Wetenschappelijke Amerikaan. 298 (5): 60-67. Bibcode:2008SciAm.298e..60C. doi:10.1038/wetenschappelijkamerikaans0508-60. PMID18444326.
  120. ^
  121. Miller JH, Ippen K, Scaife JG, Beckwith JR (1968). "De promotor-operator regio van het lac-operon van Escherichia coli". 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). "DNA-sequenties die nodig zijn voor gereguleerde expressie van bètaglobinegenen in erythroleukemiecellen van de muis". Cel. 38 (1): 265-73. doi:10.1016/0092-8674(84)90548-8. PMID6088069. S2CID34587386.
  124. ^
  125. Nei M, Xu P, Glazko G (februari 2001). "Schatting van de divergentietijden van multiproteïnesequenties voor enkele zoogdiersoorten en verschillende verre verwante organismen". Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 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 (april 2000). "Identificatie van een gecoördineerde regulator van interleukines 4, 13 en 5 door middel van sequentievergelijkingen tussen soorten". Wetenschap. 288 (5463): 136–40. Bibcode:2000Sci. 288..136L. doi: 10.1126/wetenschap.288.5463.136. PMID10753117. Samenvatting
  128. ^
  129. Meunier M. "Genoscope en Whitehead kondigen een hoge sequentiedekking van het Tetraodon nigroviridis-genoom aan". Genoscoop. Gearchiveerd van het origineel op 16 oktober 2006. Ontvangen 12 september 2006.
  130. ^
  131. Romero IG, Ruvinsky I, Gilad Y (juli 2012). "Vergelijkende studies van genexpressie en de evolutie van genregulatie". Natuur beoordelingen Genetica. 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 (mei 2010). "Vijfgewervelde ChIP-seq onthult de evolutionaire dynamiek van transcriptiefactorbinding". Wetenschap. 328 (5981): 1036–40. Bibcode:2010Sci. 328.1036S. doi: 10.1126/wetenschap.1186176. PMC3008766 . PMID20378774.
  134. ^
  135. Wilson MD, Barbosa-Morais NL, Schmidt D, Conboy CM, Vanes L, Tybulewicz VL, Fisher EM, Tavaré S, Odom DT (oktober 2008). "Soortspecifieke transcriptie bij muizen die humaan chromosoom 21 dragen". Wetenschap. 322 (5900): 434-8. Bibcode:2008Sci. 322..434W. doi: 10.1126/wetenschap.1160930. PMC3717767 . PMID18787134.
  136. ^
  137. Treangen TJ, Salzberg SL (januari 2012). "Repetitive DNA en next-generation sequencing: computationele uitdagingen en oplossingen". Natuur beoordelingen Genetica. 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 (mei 2014). "Grootschalige analyse van tandem repeat variabiliteit in het menselijk genoom". Onderzoek naar nucleïnezuren. 42 (9): 5728-41. doi:10.1093/nar/gku212. PMC4027155 . PMID24682812.
  140. ^
  141. Pierce BA (2012). Genetica: een conceptuele benadering (4e ed.). New York: W. H. vrijman. blz. 538-540. ISBN978-1-4292-3250-0 .
  142. ^
  143. Bennett EA, Keller H, Mills RE, Schmidt S, Moran JV, Weichenrieder O, Devine SE (december 2008). "Actieve Alu retrotransposons in het menselijk genoom". Genoomonderzoek. 18 (12): 1875-1883. doi:10.1101/gr.081737.108. PMC2593586 . PMID18836035.
  144. ^
  145. Liang KH, Yeh CT (2013). "Een genexpressiebeperkingsnetwerk gemedieerd door sense en antisense Alu-sequenties op eiwitcoderende boodschapper-RNA's". 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 (april 2003). "Hot L1's zijn verantwoordelijk voor het grootste deel van de retrotranspositie in de menselijke populatie". Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 100 (9): 5280-5. Bibcode:2003PNAS..100.5280B. doi:10.1073/pnas.0831042100. PMC154336 . PMID12682288.
  148. ^
  149. Barton NH, Briggs DE, Eisen JA, Goldstein DB, Patel NH (2007). Evolutie. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN978-0-87969-684-9 .
  150. ^
  151. NCBI. "GRCh38 - hg38 - Genoom - Montage - NCBI". ncbi.nlm.nih.gov . Ontvangen 15 maart 2019 .
  152. ^
  153. "van Bill Clinton's State of the Union-adres van 2000". Gearchiveerd van het origineel op 21 februari 2017. Ontvangen 14 juni 2007.
  154. ^
  155. Redon R, Ishikawa S, Fitch KR, Feuk L, Perry GH, Andrews TD, et al. (november 2006). "Globale variatie in aantal exemplaren in het menselijk genoom". Natuur. 444 (7118): 444-54. Bibcode:2006Natur.444..444R. doi:10.1038/natuur05329. PMC2669898 . PMID17122850.
  156. ^
  157. "Wat is een genoom?". Genomennieuwsnetwork.org. 15 januari 2003 . Ontvangen 31 mei 2009 .
  158. ^
  159. NCBI_user_services (29 maart 2004). "Factsheet in kaart brengen". Ncbi.nlm.nih.gov. Gearchiveerd van het origineel op 19 juli 2010 . Ontvangen 31 mei 2009 .
  160. ^
  161. "Over het project". HapKaart . Ontvangen 31 mei 2009 .
  162. ^
  163. "2008 Release: Onderzoekers produceren eerste sequentiekaart van grootschalige structurele variatie in het menselijk genoom". genoom.gov . Ontvangen 31 mei 2009 .
  164. ^
  165. Kidd JM, Cooper GM, Donahue WF, Hayden HS, Sampas N, Graves T, et al. (mei 2008). "Mapping en sequencing van structurele variatie van acht menselijke genomen". Natuur. 453 (7191): 56-64. Bibcode:2008Natur.453. 56K. doi:10.1038/natuur06862. PMC2424287 . PMID18451855.
  166. ^ eenB
  167. Abel HJ, Larson DE, Regier AA, Chiang C, Das I, Kanchi KL, et al. (juli 2020). "Mapping en karakterisering van structurele variatie in 17.795 menselijke genomen". Natuur. 583 (7814): 83-89. doi:10.1038/s41586-020-2371-0. PMC7547914 . PMID32460305.
  168. ^
  169. Grijze IC, Campbell DA, Spurr NK (2000). "Single nucleotide polymorfismen als instrumenten in de menselijke genetica". Menselijke moleculaire genetica. 9 (16): 2403-2408. doi: 10.1093/hmg/9.16.2403 . PMID11005795.
  170. ^
  171. Lai E (juni 2001). "Toepassing van SNP-technologieën in de geneeskunde: geleerde lessen en toekomstige uitdagingen". Genoomonderzoek. 11 (6): 927-9. doi: 10.1101/gr.192301 . PMID11381021.
  172. ^
  173. "Menselijk Genoom Project Voltooiing: Veelgestelde Vragen". genoom.gov . Ontvangen 31 mei 2009 .
  174. ^
  175. Zanger E (4 september 2007). "Genoom van Craig Venter". MIT Technology Review . Ontvangen 25 mei 2010 .
  176. ^
  177. Pushkarev D, Neff NF, Quake SR (september 2009). "Single-molecuul sequencing van een individueel menselijk genoom". Natuur Biotechnologie. 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, et al. (mei 2010). "Klinische beoordeling met een persoonlijk genoom". Lancet. 375 (9725): 1525-1535. doi:10.1016/S0140-6736(10)60452-7. PMC2937184 . PMID20435227.
  180. ^
  181. Dewey FE, Chen R, Cordero SP, Ormond KE, Caleshu C, Karczewski KJ, et al. (september 2011). "Gefaseerd genetisch risico van het hele genoom in een familiekwartet met behulp van een belangrijke allelreferentiesequentie". PLOS Genetica. 7 (9): e1002280. doi: 10.1371/journal.pgen.1002280 . PMC3174201 . PMID21935354.
  182. ^
  183. "Complete Genomics voegt 29 hoogwaardige, complete datasets voor het sequensen van het menselijk genoom toe aan zijn openbare genomische repository".
  184. ^
  185. Monster I (17 februari 2010). "Desmond Tutu's genoom gesequenced als onderdeel van genetische diversiteitsstudie". de bewaker.
  186. ^
  187. Schuster SC, Miller W, Ratan A, Tomsho LP, Giardine B, Kasson LR, et al. (februari 2010). "Complete Khoisan en Bantu genomen uit zuidelijk Afrika". Natuur. 463 (7283): 943–7. Bibcode:2010Natur.463..943S. doi:10.1038/natuur08795. PMC3890430 . PMID20164927.
  188. ^
  189. Rasmussen M, Li Y, Lindgreen S, Pedersen JS, Albrechtsen A, Moltke I, et al. (februari 2010). "Oude menselijk genoomsequentie van een uitgestorven Palaeo-Eskimo". Natuur. 463 (7282): 757-62. Bibcode:2010Natur.463..757R. doi:10.1038/natuur08835. PMC3951495. PMID20148029.
  190. ^
  191. Corpas M, Cariaso M, Coletta A, Weiss D, Harrison AP, Moran F, Yang H (12 november 2013). "A Complete Public Domain Family Genomics Dataset". bioRxiv10.1101/000216 .
  192. ^
  193. Korpas M (juni 2013). "Crowdsourcing van het corpasoom". Broncode voor biologie en geneeskunde. 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, et al. (oktober 2016). "Het hele genoomsequenties en experimenteel gefaseerde haplotypes van meer dan 100 persoonlijke genomen". GigaScience. 5 (1): 42. doi:10.1186/s13742-016-0148-z. PMC5057367 . PMID27724973.
  196. ^
  197. Cai B, Li B, Kiga N, Thusberg J, Bergquist T, Chen YC, et al. (september 2017). "Fenotypes afstemmen op hele genomen: lessen die zijn getrokken uit vier iteraties van de uitdagingen voor de gemeenschap van het persoonlijke genoomproject". Menselijke mutatie. 38 (9): 1266-1276. doi:10.1002/humu.23265. PMC5645203 . PMID28544481.
  198. ^
  199. Gonzaga-Jauregui C, Lupski JR, Gibbs RA (2012). "Human genoomsequencing in gezondheid en ziekte". Jaaroverzicht van de geneeskunde. 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 (november 2009). "Genetische diagnose door hele exome capture en massaal parallelle DNA-sequencing". Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika. 106 (45): 19096-101. Bibcode:2009PNAS..10619096C. doi:10.1073/pnas.0910672106. PMC2768590 . PMID19861545.
  202. ^ eenB
  203. Narasimhan VM, Xue Y, Tyler-Smith C (april 2016). "Human Knockout Carriers: dood, ziek, gezond of verbeterd?". Trends in moleculaire geneeskunde. 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, et al. (april 2017). "Human knockouts en fenotypische analyse in een cohort met een hoge mate van bloedverwantschap". Natuur. 544 (7649): 235-239. Bibcode:2017Natur.544..235S. doi:10.1038/natuur22034. PMC5600291 . PMID28406212.
  206. ^ eenB
  207. Hamosh A, Scott AF, Amberger J, Bocchini C, Valle D, McKusick VA (januari 2002). "Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM), een kennisbank van menselijke genen en genetische aandoeningen". Onderzoek naar nucleïnezuren. 30 (1): 52-5. doi: 10.1093/nar/30.1.52 . PMC99152 . PMID11752252.
  208. ^
  209. Katsanis N (november 2016). "Het continuüm van causaliteit in menselijke genetische aandoeningen". Genoombiologie. 17 (1): 233. doi:10.1186/s13059-016-1107-9. PMC5114767 . PMID27855690.
  210. ^
  211. Wong LC (2017). "Overzicht van het klinische nut van Next Generation Sequencing in moleculaire diagnoses van menselijke genetische aandoeningen". In Wong LC (red.). Next Generation Sequencing-gebaseerde klinische moleculaire diagnose van menselijke genetische aandoeningen. Springer International Publishing. blz. 1-11. doi:10.1007/978-3-319-56418-0_1. ISBN978-3-319-56418-0 . Ontbreekt of is leeg |title= (help)
  212. ^
  213. Fedick A, Zhang J (2017). "Volgende generatie van dragerschapsscreening". In Wong LC (red.). Next Generation Sequencing-gebaseerde klinische moleculaire diagnose van menselijke genetische aandoeningen. Springer International Publishing. blz. 339-354. doi:10.1007/978-3-319-56418-0_16. ISBN978-3-319-56418-0 . Ontbreekt of is leeg |title= (help)
  214. ^
  215. Waterston RH, Lindblad-Toh K, Birney E, Rogers J, Abril JF, Agarwal P, Agarwala R, Ainscough R, Alexandersson M, et al. (december 2002). "Initiële sequencing en vergelijkende analyse van het muisgenoom". Natuur. 420 (6915): 520-62. Bibcode:2002Natur.420..520W. doi: 10.1038/nature01262 . PMID12466850. het aandeel kleine (50-100 bp) segmenten in het zoogdiergenoom dat onder (zuiverende) selectie staat, kan worden geschat op ongeveer 5%. Dit aandeel is veel hoger dan kan worden verklaard door eiwitcoderende sequenties alleen, wat impliceert dat het genoom veel extra kenmerken bevat (zoals niet-vertaalde regio's, regulerende elementen, niet-eiwitcoderende genen en chromosomale structurele elementen) onder selectie op biologische functie .
  216. ^
  217. Birney E, Stamatoyannopoulos JA, Dutta A, Guigó R, Gingeras TR, Margulies EH, et al. (juni 2007). "Identificatie en analyse van functionele elementen in 1% van het menselijk genoom door het ENCODE-pilootproject". Natuur. 447 (7146): 799-816. Bibcode:2007Natur.447..799B. doi:10.1038/natuur05874. PMC2212820 . PMID17571346.
  218. ^
  219. The Chimpansee Sequencing Analysis Consortium (september 2005). "Initiële sequentie van het genoom van de chimpansee en vergelijking met het menselijk genoom". Natuur. 437 (7055): 69-87. Bibcode:2005Natur.437. 69.. doi: 10.1038/nature04072 . PMID16136131. We berekenen de genoombrede nucleotidedivergentie tussen mens en chimpansee op 1,23%, wat recente resultaten van beperktere studies bevestigt.
  220. ^
  221. The Chimpansee Sequencing Analysis Consortium (september 2005). "Initiële sequentie van het genoom van de chimpansee en vergelijking met het menselijk genoom". Natuur. 437 (7055): 69-87. Bibcode:2005Natur.437. 69.. doi: 10.1038/nature04072 . PMID16136131. we schatten dat polymorfisme verantwoordelijk is voor 14-22% van de waargenomen divergentie en dus dat de vaste divergentie gelijk is aan

40 ms 4,0% Scribunto_LuaSandboxCallback::interwikiMap 40 ms 4,0% [overige] 180 ms 18,0% Aantal Wikibase-entiteiten geladen: 1/400 -->


Genetische 'Adam' en 'Eva' ontdekt

Bijna elke levende man kan zijn oorsprong herleiden tot één man die ongeveer 135.000 jaar geleden leefde, suggereert nieuw onderzoek. En die oude man deelde waarschijnlijk de planeet met de moeder van alle vrouwen.

De bevindingen, vandaag (1 augustus) gedetailleerd in het tijdschrift Science, zijn afkomstig van de meest complete analyse van het mannelijke geslachtschromosoom, of het Y-chromosoom, tot nu toe. De resultaten verwerpen eerder onderzoek, dat suggereerde dat de meest recente gemeenschappelijke voorouder van mannen slechts 50.000 tot 60.000 jaar geleden leefde.

Ondanks hun overlap in tijd, leefden de oude "Adam" en de oude "Eva" waarschijnlijk niet eens bij elkaar in de buurt, laat staan ​​paren. [De 10 grootste mysteries van de eerste mensen]

"Die twee mensen kenden elkaar niet", zegt Melissa Wilson Sayres, een geneticus aan de University of California, Berkeley, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Geschiedenis traceren

Onderzoekers geloven dat moderne mensen Afrika tussen 60.000 en 200.000 jaar geleden hebben verlaten en dat de moeder van alle vrouwen waarschijnlijk uit Oost-Afrika is voortgekomen. Maar verder worden de details wazig.

Het Y-chromosoom wordt identiek doorgegeven van vader op zoon, dus mutaties, of puntveranderingen, in het mannelijke geslachtschromosoom kunnen de mannelijke lijn terugvoeren naar de vader van alle mensen. Daarentegen wordt DNA van de mitochondriën, de energiecentrale van de cel, in het ei gedragen, dus alleen vrouwen geven het door aan hun kinderen. Het DNA dat in de mitochondriën is verborgen, kan daarom de moederlijke afstamming van een oude Eva onthullen.

Maar na verloop van tijd raakt het mannelijke chromosoom opgeblazen met gedupliceerde, door elkaar gegooide stukken DNA, zei co-auteur Carlos Bustamante, een geneticus aan de Stanford University in Californië. Als gevolg hiervan was het samenstellen van DNA-fragmenten uit gensequencing net zoiets als proberen een puzzel in elkaar te zetten zonder de afbeelding op de bovenkant van de doos, wat een grondige analyse moeilijk maakte.

Y-chromosoom

Bustamante en zijn collega's verzamelden een veel groter stuk van de puzzel door het volledige genoom van het Y-chromosoom te sequencen voor 69 mannen uit zeven wereldbevolkingen, van Afrikaanse San Bosjesmannen tot de Yakut van Siberië.

Door uit te gaan van een mutatiesnelheid die is verankerd in archeologische gebeurtenissen (zoals de migratie van mensen over de Beringstraat), concludeerde het team dat alle mannen in hun wereldwijde steekproef ongeveer 125.000 tot 156.000 jaar geleden een enkele mannelijke voorouder in Afrika deelden.

Bovendien onthulden mitochondriaal DNA van de mannen, evenals vergelijkbare monsters van 24 vrouwen, dat alle vrouwen op de planeet terug te voeren zijn op een mitochondriale Eva, die tussen 99.000 en 148.000 jaar geleden in Afrika leefde & bijna dezelfde periode waarin het Y-chromosoom Adam leefde.

Meer oude Adam

Maar de resultaten, hoewel fascinerend, zijn slechts een deel van het verhaal, zei Michael Hammer, een evolutionair geneticus aan de Universiteit van Arizona die niet bij het onderzoek betrokken was.

Een afzonderlijke studie in hetzelfde nummer van het tijdschrift Science wees uit dat mannen tussen 180.000 en 200.000 jaar geleden een gemeenschappelijke voorouder deelden.

En in een studie die in maart werd gepubliceerd in het American Journal of Human Genetics, toonde de groep van Hammer aan dat verschillende mannen in Afrika unieke, uiteenlopende Y-chromosomen hebben die teruggaan op een nog oudere man die tussen 237.000 en 581.000 jaar geleden leefde. [Het menselijk genoom ontrafelen: 6 moleculaire mijlpalen]

"Het past niet eens in de stamboom die het Bustamante-lab heeft gebouwd en het is ouder", vertelde Hammer aan WordsSideKick.com.

Genstudies zijn altijd gebaseerd op een DNA-monster en geven daarom een ​​onvolledig beeld van de menselijke geschiedenis. De groep van Hammer nam bijvoorbeeld een andere groep mannen dan het laboratorium van Bustamante, wat leidde tot verschillende schattingen van hoe oud gemeenschappelijke voorouders werkelijk zijn.

Adam en Eva?

Deze oermensen lopen niet parallel met de bijbelse Adam en Eva. Ze waren niet de eerste moderne mensen op de planeet, maar in plaats daarvan slechts de twee van de duizenden mensen die toen leefden met ononderbroken mannelijke of vrouwelijke lijnen die vandaag voortduren.

De rest van het menselijk genoom bevat kleine stukjes DNA van veel andere voorouders en ze komen gewoon niet voor in mitochondriaal of Y-chromosoom-DNA, zei Hammer. (Als een oude vrouw bijvoorbeeld alleen zonen had, zou haar mitochondriaal DNA verdwijnen, ook al zou de zoon een kwart van haar DNA doorgeven via de rest van zijn genoom.)

Als follow-up sequent het laboratorium van Bustamante de Y-chromosomen van bijna 2.000 andere mannen. Die gegevens kunnen helpen om precies te bepalen waar in Afrika deze oude mensen leefden.

"Het is heel opwindend", vertelde Wilson Sayres aan WordsSideKick.com. "Naarmate we meer populaties over de hele wereld krijgen, kunnen we beginnen te begrijpen waar we fysiek vandaan kwamen."


Download nu!

We hebben het je gemakkelijk gemaakt om een ​​PDF Ebooks te vinden zonder te graven. En door online toegang te hebben tot onze e-boeken of door deze op uw computer op te slaan, heeft u handige antwoorden met Sectie 3 Chromosomen en menselijke erfelijkheidsantwoorden. Om te beginnen met het vinden van Sectie 3 Chromosomen en menselijke erfelijkheidsantwoorden , hebt u gelijk onze website met een uitgebreide verzameling handleidingen.
Onze bibliotheek is de grootste van deze die letterlijk honderdduizenden verschillende producten heeft vertegenwoordigd.

Eindelijk krijg ik dit e-boek, bedankt voor al deze antwoorden op Hoofdstuk 3 Chromosomen en menselijke erfelijkheid die ik nu kan krijgen!

Ik had niet gedacht dat dit zou werken, mijn beste vriend liet me deze website zien, en dat doet het! Ik krijg mijn meest gezochte eBook

wtf dit geweldige ebook gratis?!

Mijn vrienden zijn zo boos dat ze niet weten hoe ik alle e-boeken van hoge kwaliteit heb, wat zij niet hebben!

Het is heel gemakkelijk om e-boeken van hoge kwaliteit te krijgen)

zoveel nepsites. dit is de eerste die werkte! Erg bedankt

wtffff ik begrijp dit niet!

Selecteer gewoon uw klik en download-knop en voltooi een aanbieding om het e-boek te downloaden. Als er een enquête is, duurt het slechts 5 minuten, probeer een enquête die voor u werkt.


Over menselijke ORFeome

D e komst van systeembiologie vereist het klonen van bijna volledige sets van eiwitcoderende open leesframes (ORF's) die zijn verzameld in ORFeome-collecties, om functionele studies van de overeenkomstige proteomen mogelijk te maken. We presenteren een nieuwe versie van de menselijke ORFeome, menselijke ORFeome 8.1 die klonaal afgeleide en sequentiebevestigde ORF's bevat als een set Gateway Entry-klonen die klaar zijn voor overdracht naar Gateway-compatibele expressievectoren.

Met de Mammalian Gene Collection (MGC)-bron als ons oorspronkelijke startpunt, hebben we 12.230 klonale isolaten verkregen, die ten minste 11.149 menselijke genen vertegenwoordigen, uit onze eerdere verzameling menselijke ORF's die oorspronkelijk waren gekloond als minipools van PCR-versterkte producten. Sequencing van de volgende generatie werd gebruikt om menselijke ORFeome-versie 8.1 (hORFeome v8.1) af te leiden, die alle eerdere menselijke ORFeome-releases omvat.

hORFeome v8.1 vertegenwoordigt een centrale bron van gekloonde menselijke ORF's uit één kolonie, volledig gesequenced, die gemakkelijk kunnen worden overgedragen naar Gateway-compatibele bestemmingsvectoren voor verschillende functionele proteomics-onderzoeken. Deze set ORF's varieert in grootte van 75 tot meer dan 10.000 basenparen en bevat meer dan 1.000 ORF's van genen met meerdere splitsingsvarianten.


Conclusie

Deze studie toont aan dat PAXgene geïsoleerd RNA uit perifeer bloed een krachtige bron is voor het onderzoeken van functionele gevolgen van genetische variatie. We hebben aangetoond dat voor sommige van de cis-eQTL's zijn de functionele gevolgen complexer dan eerder werd aangenomen. Bovendien impliceren deze bevindingen dat biologische relaties kunnen worden geëxtraheerd in gekruiste populaties, hoewel op een enigszins andere manier dan wat gewoonlijk wordt gebruikt om biologische relaties te detecteren door middel van trans-eQTL's in inteeltmodelorganismen.


Beschikbaarheid van gegevens en materialen

ScRNA-seq-gegevens van menselijke cellijnen zijn gedeponeerd in het NCBI Short Read Archive (SRA) onder toegangsnummer SRA: PRJNA484547 [69].

ScRNA-seq-gegevens van differentiatie van corticale excitatoire neuronen van menselijke pluripotente stamcellen in suspensie zijn gedeponeerd in het NCBI Short Read Archive (SRA) onder toegangsnummer SRA: PRJNA545246 [70].

De workflow geschreven in de programmeertaal R is gedeponeerd in GitHub (https://github.com/Novartis/scRNAseq_workflow_benchmark) en Zenodo (DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3237742) [71]. De code, het vignet en een voorbeelddataset voor de computationele workflow zijn opgenomen in de repository.

De CellSIUS is gedeponeerd in GitHub (https://github.com/Novartis/CellSIUS) [72] en Zenodo (DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3237749) [73] als een op zichzelf staand R-pakket. Het heeft nodig R ≥ 3.4.1 en maakt gebruik van een externe installatie van het Markov Clustering Algorithm (MCL) [33, 34]. De R-implementatie is platformonafhankelijk, de externe MCL draait op elk UNIX-platform.

De codes en verwerkte gegevens om de hier gepresenteerde analyses te reproduceren, zijn geüpload in Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.3238275) [74].

Alle open source vrijgegeven repositories vallen onder de "Apache License 2.0".


1. Inleiding

Opkomende en opnieuw opkomende infectieziekten (EID's) zijn de afgelopen decennia opgedoken. Een 'opkomende infectie' is ofwel een nieuwe infectie die nog nooit eerder is voorgekomen of een bekende infectie waarvan de prevalentie recentelijk is toegenomen. De pandemie van het immunodeficiëntievirus (hiv) en uitbraken van het SARS-geassocieerd coronavirus (SARS-CoV) zijn prototypische voorbeelden van de opkomende infectieziekten waarmee het publiek vóór respectievelijk de jaren tachtig en 2003 niet te maken kreeg. Een opkomende infectie is een bekende infectie die terugkeert. Influenza A-viruspandemieën van 1918, 1957 en 1968 zijn prototypische voorbeelden van opnieuw opduikende infecties.

Aangezien EID's belangrijke gevolgen voor de volksgezondheid hebben, is er een grote bezorgdheid over waar virussen vandaan komen. De algemene krachten die bijdragen aan de opkomst van EID's vallen in drie categorieën: (1) virale factoren, (2) menselijke factoren en (3) ecologische factoren. In feite zijn menselijke factoren de belangrijkste factoren die het ontstaan ​​van ziekten stimuleren en ziektepatronen beïnvloeden. Dit artikel zal systematisch de oorzaken van het ontstaan ​​en opnieuw opduiken van virale infectieziekten bespreken.


Wat te weten over: Ziekte van Parkinson en onze test

De ziekte van Parkinson wordt gekenmerkt door tremor, spierstijfheid en bewegingsproblemen. Veel factoren, waaronder genetica, kunnen iemands kansen op het ontwikkelen van de ziekte van Parkinson beïnvloeden. Deze test omvat twee genetische varianten die in verband worden gebracht met een verhoogd risico op het ontwikkelen van de aandoening.

Typische tekenen en symptomen

  • Tremor
  • Spierstijfheid
  • Langzame bewegingen
  • Problemen met balans
  • Geheugenverlies in sommige gevallen

Andere factoren die het risico beïnvloeden

Wanneer symptomen zich ontwikkelen
De ziekte van Parkinson ontwikkelt zich meestal op volwassen leeftijd, na de leeftijd van 55 jaar.

Hoe het wordt behandeld
Er is momenteel geen bekende preventie of remedie voor de ziekte van Parkinson. Bepaalde medicijnen kunnen worden gebruikt om de symptomen te vertragen of te verlichten. Spraak-, fysieke en bezigheidstherapieën kunnen ook helpen bij symptoombeheersing.

Wat testen we?

  • Testen voor de G2019S variant in het LRRK2-gen en de N370S variant in het GBA-gen geassocieerd met een verhoogd risico op het ontwikkelen van de ziekte van Parkinson.
  • Genetische tests voor de ziekte van Parkinson worden momenteel niet aanbevolen door beroepsorganisaties in de gezondheidszorg.

Relevante etniciteiten

  • De varianten in deze test komen het meest voor en worden het best bestudeerd bij mensen van Europese, Asjkenazisch Joods, en Noord-Afrikaanse Berber herkomst.

Samenvatting testprestaties
De nauwkeurigheid werd bepaald door de resultaten van deze test te vergelijken met de resultaten van sequencing. Meer dan 99% van de testresultaten waren correct. Hoewel onwaarschijnlijk, kan deze test vals-positieve of vals-negatieve resultaten opleveren. Raadpleeg de bijsluiter voor meer informatie over de analytische prestaties van deze test.


Bekijk de video: DNA, gen, allel en chromosomen (December 2021).