معلومة

تعدد الأشكال في عدد الكروموسومات؟


الإجابة على هذا السؤال بقول إن متلازمة داون - تثلث صبغي للكروموسوم البشري 21 - ناتجة عن من جديد جعلني طفرة (وليس ناتجًا عن اختلاف دائم) أفكر في تعدد الأشكال في عدد الجسيمات الذاتية (ليس كثيرًا بالنسبة للكروموسومات الجنسية بسبب تعويض الجرعة). سبب هذا السؤال هو أن لم أكن لأظن أبدًا أن اختلال الصيغة الصبغية ، من الناحية النظرية ، يمكن أن يكون سمة فصل بسبب الحواجز الانقسام.

لقد وجدت أدلة على تعدد الأشكال في النباتات (خاصة الهجينة) يحدث عندما تهجين النباتات ذات الأنماط النووية المختلفة [انظر ، على سبيل المثال ، Vandenhout et al. (1995) والزوج (2014)]. بالإضافة إلى ذلك ، وجدت ذلك أيضًا ينطبق هذا أيضًا على بعض الفقاريات المائية ، ومع ذلك ، فإن "الأسماك" معروفة أيضًا بتنوع النمط النووي (انظر Zhou et al. (2007) و Zhao et al. (2016)).

في تناقض حاد إلى حد ما مع ذلك ، فإن الثدييات (تقريبًا) ثنائية الصبغيات بشكل صارم و تتميز معظم أنواع الثدييات بأعداد كروموسوم ثابتة، على الرغم من وجود استثناءات ، أي في الفئران والقوارض الأخرى التي تظهر تباينًا غير محدد في أعداد ثنائية الصبغيات - تم إنشاؤها بواسطة عمليات ترجمة روبرتسون [Graphodatsky et al. (2011)].

ومع ذلك ، كل هذه ثنائية الصبغة ويجب دائمًا التعبير عن الاختلاف كرقم كروموسوم بالشكل $ 2n $ بسبب الانقسام الاختزالي. لا يمكن التعبير عن النمط النووي للإنسان المصاب بالتثلث الصبغي 21 بهذا الشكل لأن هذا الشخص لديه 2 دولار + 1 دولار من الكروموسومات. جميع حالات اختلال الصيغة الصبغية في الجسيمات الذاتية التي أدرك أنها تسبب المرض. أسئلتي (ذات الصلة) الآن هي:

(1) هل هناك حالات موصوفة لاختلال الصيغة الصبغية غير ضارة في الجسيمات الذاتية؟

لا يمكن فصل هؤلاء بين السكان لأن اختلال الصيغة الصبغية لا ينتقل إلى الأطفال ، والأهم من ذلك:

(2) هل توجد اختلالات في الصيغة الصبغية منفصلة بشكل غير مباشر في الجسيمات الذاتية (أي نوع من التثلث الصبغي الوراثي الذي ينتج على سبيل المثال من التثلث الصبغي متبوعًا بإعادة ترتيب الكروموسومات)؟

إذا كان الأمر كذلك ، فهل يوجد أي منها أيضًا في الثدييات ، خاصة عند البشر؟


أسئلة جيدة ، لكنك تقدم ادعاءً ليس بالضرورة صحيحًا:

ومع ذلك ، كل هذه ثنائية الصبغة ويجب دائمًا التعبير عن الاختلاف كرقم كروموسوم بالشكل $ 2n $ بسبب الانقسام الاختزالي. لا يمكن التعبير عن النمط النووي للإنسان المصاب بالتثلث الصبغي 21 بهذا الشكل لأن هذا الشخص لديه 2 دولار + 1 دولار من الكروموسومات.

النص المؤكد ليس بالضرورة صحيحًا - هناك من المؤكد طرق أكثر تعقيدًا لوصف النمط النووي لفرد معين أو خط خلية. على سبيل المثال ، خذ خط الخلية GM12878 ، وهو على الأرجح أكثر خطوط الخلايا تحديدًا جيدًا من حيث علم الوراثة ، وعلم التخلق ، وعلم الأحياء الكروماتين اليوم. إنه النمط النووي مدرج على النحو التالي:

46، XX [23] .arr [hg19] 9p13.1 (38،787،480-40،911،212) x3

هذه طريقة شائعة إلى حد ما لتمثيل التغييرات المعروفة باسم نسخ رقم الاختلاف، حيث يتم تكرار أو حذف منطقة صغيرة فقط من كروموسوم معين. بالنسبة لخط الخلية هذا ، الذي يحاكي الخلايا الليمفاوية B نسبيًا ، يكون الجينوم طبيعيًا تقريبًا (46 كروموسوم ، XX) مع تضخيم صغير فقط على الكروموسوم 9 (9p13.1 (38.787.480-40.911.212) × 3). هذا مثال معتدل ، لكن الاختلافات الأصغر في عدد النسخ مثل هذه معروف لحد ما ويمكنه تضخيم أو حذف كل من الأجزاء الكبيرة أو المناطق البؤرية للغاية من الجينوم.

ولكن للإجابة على سؤالك الأول ، لا ، لا توجد تثلثيات غير ضارة معروفة في الجسيمات الذاتية. يمكن أن يعيش الأطفال التثلث الصبغي 13 (متلازمة باتو) والتثلث الصبغي 18 (متلازمة إدوارد) حتى الولادة ، لكنهم يموتون خلال الأشهر القليلة الأولى من الحياة. مما لا يثير الدهشة ، أن هذه الكروموسومات هي أيضًا أصغر الكروموسومات فيما يتعلق بعدد النسخ التي تقوم بتشفيرها 1. وهذا يشير إلى أن الكمية الإضافية من المادة الجينية تحدد شدة العيوب ، وهذا الاتجاه صحيح أيضًا في الفئران. من التعليق التوضيحي للورقة المذكورة (والذي من المحتمل أن يكون وراء جدار حماية لمن ليس لديهم وصول مؤسسي):

علاقة بين درجة اختلال الصيغة الصبغية واللياقة العضوية لدى البشر و> الفئران. (أ) عدد النسخ / الكروموسوم البشري المعروف في البشر. التثلث الصبغي> تحت الخط يتطور حتى الولادة. التثلث الصبغي فوق الخط قاتل جنيني. فقط تلك الكروموسومات التي تحتوي على أقل كمية من النسخ تبقى على قيد الحياة عند الولادة. (ب) في الفئران ، يرتبط بقاء الجنين عكسيًا بحجم الكروموسوم الموجود في ثلاث نسخ. يناسب تحليل الانحدار الخطي البيانات مع R2 0.71.

لم أتمكن من العثور على أي أمثلة لسؤالك الثاني. يمكن أن تتعرض الخلايا السرطانية للفوضى من حيث عدد النسخ ، لكنني لم أر أبدًا أي شيء عن اختلال الصيغة الصبغية الوراثي.


عندما تعني monomorphism وجود شكل واحد فقط وتعني إزدواج الشكل أن هناك شكلين فقط ، فإن مصطلح تعدد الأشكال هو مصطلح محدد جدًا في علم الوراثة وعلم الأحياء. يتعلق المصطلح بالأشكال المتعددة للجين الذي يمكن أن يوجد.

بدلاً من ذلك ، يشير تعدد الأشكال إلى الأشكال غير المستمرة (التي لها تباين منفصل) ، أو ثنائية النسق (لها أو تتضمن وضعين) ، أو متعدد الوسائط (أوضاع متعددة). على سبيل المثال ، إما أن تكون شحمة الأذن متصلة أو ليست كذلك - إنها سمة إما / أو.

الارتفاع ، من ناحية أخرى ، ليس سمة محددة. يختلف حسب الجينات ، ولكن ليس بالطريقة التي قد تفكر بها.

يشير تعدد الأشكال الجيني إلى حدوث اثنين أو أكثر من الأنماط الظاهرية المحددة وراثيًا في مجموعة سكانية معينة ، بنسب لا يمكن الحفاظ على أندر الخصائص فقط عن طريق الطفرة المتكررة (تكرار عام للطفرة).

يعزز تعدد الأشكال التنوع ويستمر على مدى أجيال عديدة لأنه لا يوجد شكل واحد له ميزة عامة أو عيب على الآخرين من حيث الانتقاء الطبيعي.

يستخدم تعدد الأشكال في الأصل لوصف الأشكال المرئية من الجينات ، ويستخدم الآن ليشمل أنماطًا مشفرة مثل أنواع الدم ، والتي تتطلب فحص الدم لفك تشفيرها.


خلفية

جعلت وقت جيلها القصير وعدد كبير من ذرية ذبابة الفاكهة سوداء البطن أحد أفضل الأنظمة النموذجية لإجراء فحوصات وراثية واسعة النطاق للطفرات التي تؤثر على عملية معينة. على سبيل المثال ، أدت الشاشات الكلاسيكية للطفرات التي تؤثر على نمط الجنين إلى اكتشاف جميع الجينات التي تتحكم في الانقسام [1]. حددت الشاشات المماثلة العديد من العوامل التي تؤدي إلى تطور الجهاز العصبي [2] ، وقد أثبتت شاشات المحسنات والمثبطة أنها طريقة قيّمة لإيجاد مكونات جديدة لمسارات نقل الإشارة [3،4]. تم تطوير نطاق الفحص الجيني الأمامي بشكل كبير من خلال تكييف نظام إعادة تركيب الخميرة flp / FRT لتوليد استنساخ انقسامي للخلايا متماثلة اللواقح لذراع كروموسوم مطفر معين [5]. هذه التقنية تجعل ذبابة الفاكهة الكائن الوحيد متعدد الخلايا الذي يمكن فيه إجراء فحوصات النمط الظاهري للطفرات التي تؤثر على سلوك أي خلية تقريبًا في أي مرحلة من مراحل التطور [6،7،8].

أكثر المطفرات شيوعًا المستخدمة في ذبابة الفاكهة هي عناصر P ، والتي تولد طفرات عن طريق إدخالها في الجينات ، والمواد الكيميائية ، مثل ethyl methyl sulpfnate (EMS) ، والتي تعدل القواعد في الحمض النووي لتسبب أساسًا بدائل قاعدة واحدة ، والمعروفة أيضًا باسم الطفرات النقطية [9]. الميزة الرئيسية لعناصر P هي أنه من السهل جدًا تحديد الجين الذي تم تحويره ، لكن عناصر P هي مطفرات غير فعالة نسبيًا. الأغلبية ذبابة الفاكهة من المتوقع أن تكون الجينات "بقع باردة" لإدخال عنصر P [10] ، وقد تم استرداد إدخال عنصر P في خُمس الجينات فقط داخل منطقة 2.9 ميغا بايت (Mb) التي تم تمييزها بدقة [11]. هذا يجعل عناصر P مطفرة ضعيفة لشاشات التشبع التي تحدد معظم الجينات المطلوبة لعملية معينة. في المقابل ، تسبب المطفرات الكيميائية معدل طفرة أعلى بكثير ، ولديها تحيز أقل في قدرتها على إحداث طفرات في مواقع مختلفة. ومع ذلك ، فإن العيب الرئيسي لهذه المطفرات هو أنه ليس من التافه تعيين الطفرات النقطية لجينات معينة ، وغالبًا ما تكون هذه هي الخطوة المحددة للمعدل في التحليل.

تم استخدام نهجين تكميليين في رسم خرائط الطفرات النقطية: رسم الخرائط عن طريق إعادة التركيب الانتصافي بين العلامات الجينية المرئية ، ورسم خرائط الحذف ، حيث يتم وضع الطفرة بسبب فشلها في استكمال أوجه القصور. ومع ذلك ، فإن تعيين طفرة بين علامات متباعدة على نطاق واسع لا يمكن إلا أن يعطي تقديرًا إحصائيًا لموقعها ، والمجموعات الحالية من أوجه القصور لا تغطي الجينوم بأكمله. علاوة على ذلك ، فإن المواضع الدقيقة للعديد من العلامات المرئية ونقاط توقف عمليات الحذف غالبًا ما يتم استنتاجها فقط من البيانات الخلوية والجينية ، وهذا يمكن أن يجعل من الصعب ربط الخرائط الجينية والجزيئية [12]. تم استخدام طرق أخرى مختلفة لتحسين موقع الجين ، مثل إعادة التركيب الذكوري بوساطة P [13] ، أو إعادة التركيب الانتصافي بين عنصرين من النوع P يحيطان بالمنطقة التي تحتوي على الطفرة. ومع ذلك ، غالبًا ما تكون عدة جولات من إعادة التركيب بوساطة P ضرورية لتضييق المنطقة بشكل كافٍ لاختبار الجينات المرشحة.

في الكائنات الحية الأخرى ، التي تفتقر إلى العديد من العلامات الجينية المرئية وعمليات الحذف ذبابة الفاكهة ، تم تحديد الطفرات بشكل شائع باستخدام الأشكال الجزيئية المتعددة ، مثل تعدد الأشكال في طول جزء التقييد (RFLPs) أو تعدد الأشكال [14 ، 15]. تتمتع هذه بميزة أنها تربط الخرائط الجينية والفيزيائية للكروموسوم مباشرةً ، ويمكن أن توفر كثافة عالية جدًا من العلامات التي تسمح بالتخطيط الدقيق للطفرات. على سبيل المثال ، كشف تسلسل الجينوم البشري عن عدد كبير جدًا من SNPs التي تغطي الجينوم بكثافة واحدة لكل 1.9 كيلو بايت ، وهذا سيسهل بشكل كبير رسم خرائط لكل من الجين المفرد ومواقع المرض متعدد الجينات [16]. تم استخدام هذا النهج أيضًا إلى حد محدود في ذبابة الفاكهة ، ولكن حتى الآن ، فإن صعوبة وتكلفة اكتشاف تعدد الأشكال على مستوى الحمض النووي قد حصر استخدامه في رسم خرائط الطفرات داخل مناطق صغيرة بين علامات مترابطة بشكل وثيق [17 ، 18].

تم الانتهاء مؤخرًا من برنامج ذبابة الفاكهة يجعل تسلسل الجينوم [19] من الممكن البحث عن تعدد الأشكال الجزيئية بكفاءة أكبر. يجب أن يكون من الممكن الآن اكتشاف ما يكفي من تعدد الأشكال (SNPs) للسماح بالتخطيط السريع للطفرات النقطية داخل أذرع الكروموسوم بأكملها. تمايل وآخرون. [20] وهوسكينز وآخرون. [21] أنتج بالفعل مجموعة من SNPs متعددة الأشكال بين سلالات مختلفة من النوع البري الفطري. نُبلغ هنا عن خريطة عالية الكثافة لذراع الكروموسوم 3R التي تم تصميمها خصيصًا لرسم الخرائط السريعة للطفرات من الشاشات النسيلية التي تستخدم كروموسوم FRT القياسي. هذا النهج له ميزتان على استخدام خرائط SNP المشتقة من الخطوط البرية. أولاً ، يتم إجراء معظم الشاشات الجينية في خلفيات وراثية أكثر تعقيدًا لا يمكن إرجاعها إلى عزل معين من النوع البري ، وبالتالي يكون أكثر ملاءمة الحصول على مجموعة من SNPs التي يمكن استخدامها مباشرة على الكروموسومات المطفرة. ثانيًا ، من خلال فحص تعدد الأشكال بين هذا الكروموسوم والكروموسوم الثالث القياسي الذي يحمل أربع طفرات مرئية على 3R ، قمنا بتطوير استراتيجية رسم خرائط هجينة تستغل كل من الواسمات التقليدية والجزيئية. هذا يقلل من تكلفة تخطيط SNP بأربعة أضعاف ، ويجعلها في متناول الجميع ذبابة الفاكهة مختبرات. باستخدام هذه الإستراتيجية ، يمكن تعيين متحولة في غضون شهرين إلى منطقة تبلغ حوالي 50 كيلو بايت مع تهجين واحد لإعادة التركيب العضلي.


11.11A: تعدد الأشكال MHC وربط المستضد

معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC) هو جزيء على سطح الخلية مشفر بواسطة عائلة جينية كبيرة في جميع الفقاريات. تعرض جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير جزءًا جزيئيًا يسمى الحاتمة وتتوسط تفاعلات الكريات البيض مع الكريات البيض أو خلايا الجسم الأخرى. تنقسم عائلة الجينات MHC إلى ثلاث مجموعات فرعية و mdashclass I و class II و class III. يتم تحقيق تنوع عرض المستضد ، بوساطة فئتي MHC الأول والثاني ، بطرق متعددة:

  1. الترميز الجيني MHC & rsquos متعدد الجينات ،
  2. جينات معقد التوافق النسيجي الكبير متعددة الأشكال بشكل كبير ولها العديد من المتغيرات ،
  3. يتم التعبير عن العديد من جينات معقد التوافق النسيجي الكبير من كلا الأليلين الموروث (المتغيرات).

توجد عائلات جينات معقد التوافق النسيجي الكبير في جميع الفقاريات ، على الرغم من اختلافها على نطاق واسع. الدجاج من بين أصغر مناطق معقد التوافق النسيجي الكبير المعروفة (19 جينًا).

في البشر ، تحدث منطقة معقد التوافق النسيجي الكبير على الكروموسوم 6. يُطلق على الصنفين الأول والثاني من معقد التوافق النسيجي الكبير أيضًا اسم مستضد كريات الدم البيضاء البشرية (HLA). لتوضيح الاستخدام ، تستخدم بعض الأدبيات الطبية الحيوية HLA للإشارة على وجه التحديد إلى جزيئات بروتين HLA وتحتفظ بـ MHC لمنطقة الجينوم التي تشفر لهذا الجزيء ، ولكن هذا ليس اصطلاحًا ثابتًا.

شكل: مجمع HLA MHC: نظام مستضد كريات الدم البيضاء البشرية (HLA) هو اسم معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC) في البشر. يحتوي الموضع الفائق على عدد كبير من الجينات المتعلقة بوظيفة الجهاز المناعي لدى البشر. تتواجد هذه المجموعة من الجينات في الكروموسوم 6 ، وتقوم بترميز البروتينات التي تقدم مستضد سطح الخلية ولها وظائف أخرى عديدة.

أكثر جينات HLA التي تمت دراستها بشكل مكثف هي الجينات التسعة المسماة جينات MHC الكلاسيكية: HLA-A و HLA-B و HLA-C و HLA-DPA1 و HLA-DPB1 و HLA-DQA1 و HLA-DQB1 و HLA-DRA و HLA-DRB1. في البشر ، ينقسم MHC إلى ثلاث مناطق: الفئات الأولى والثانية والثالثة. تنتمي جينات A و B و C و E و F و G إلى الفئة الأولى من معقد التوافق النسيجي الكبير ، بينما تنتمي جينات D الستة إلى الفئة الثانية. يتم التعبير عن جينات معقد التوافق النسيجي الكبير بطريقة مشتركة المهيمنة. هذا يعني أن الأليلات الموروثة من كلا السلفين يتم التعبير عنها بطريقة مكافئة. نظرًا لوجود 3 جينات من الدرجة الأولى ، تم تسميتها في البشر HLA-A و HLA-B و HLA-C ، وبما أن كل شخص يرث مجموعة من الجينات من كل سلف ، فهذا يعني أن أي خلية في الفرد يمكنها التعبير عن 6 أنواع مختلفة من جزيئات MHC-I.

في موضع الفئة الثانية ، يرث كل شخص اثنين من الجينات HLA-DP (DPA1 و DPA2 ، اللذان يشفران سلاسل & alpha و & beta) ، زوجان من الجينات HLA-DQ (DQA1 و DQA2 ، لسلاسل & alpha و & beta) ، واحد الجين HLA-DR & alpha (DRA1) وجين واحد أو جينين HLA-DR & beta (DRB1 و DRB3 ، -4 o -5). هذا يعني أن فردًا واحدًا متغاير الزيجوت يمكن أن يرث 6 أو 8 أليلات من الدرجة الثانية ، ثلاثة أو أربعة أليلات من كل سلف.

تسمى مجموعة الأليلات الموجودة في كل كروموسوم النمط الفرداني MHC. في البشر ، يتم تسمية كل أليل HLA برقم. سيكون لكل فرد متغاير الزيجوت نمطين فرديين معقد التوافق النسيجي الكبير ، واحد في كل كروموسوم (أحدهما من أصل أب والآخر من أصل أمومي).

جينات معقد التوافق النسيجي الكبير متعددة الأشكال للغاية وهذا يعني أن هناك العديد من الأليلات المختلفة في الأفراد المختلفين داخل مجموعة سكانية. تعدد الأشكال مرتفع جدًا لدرجة أنه في مجتمع مختلط (غير داخلي) لا يوجد شخصان لهما نفس مجموعة جينات وجزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير تمامًا ، باستثناء التوائم المتطابقة.

توجد المناطق متعددة الأشكال في كل أليل في المنطقة من أجل ملامسة الببتيد ، والتي سيتم عرضها على الخلايا الليمفاوية. لهذا السبب ، فإن منطقة التلامس لكل أليل من جزيء معقد التوافق النسيجي الكبير متغيرة للغاية ، حيث أن البقايا متعددة الأشكال من معقد التوافق النسيجي الكبير ستخلق شقوقًا محددة يمكن أن تدخل فيها أنواع معينة فقط من بقايا الببتيد. يفرض هذا ارتباطًا محددًا للغاية بين جزيء معقد التوافق النسيجي الكبير والببتيد ، وهذا يعني أن كل متغير من معقد التوافق النسيجي الكبير سيكون قادرًا على ربط الببتيدات على وجه التحديد فقط تلك الببتيدات القادرة على الدخول بشكل صحيح في شق جزيء معقد التوافق النسيجي الكبير ، وهو متغير لكل أليل . بهذه الطريقة ، تتمتع جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير بخصوصية واسعة ، لأنها يمكن أن تربط العديد من أنواع الببتيدات الممكنة ، ولكن ليس كلها.

يضمن تطور تعدد الأشكال معقد التوافق النسيجي الكبير أن السكان لن يستسلموا لممرض جديد أو متحور ، لأن بعض الأفراد على الأقل سيكونون قادرين على تطوير استجابة مناعية مناسبة للفوز بالعامل الممرض. الاختلافات في جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير (المسؤولة عن تعدد الأشكال) هي نتيجة وراثة جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير المختلفة ، ولا يتم تحفيزها عن طريق إعادة التركيب ، كما هو الحال بالنسبة لمستقبلات المستضد.

نظرًا للمستويات العالية من التنوع الأليلي الموجود في جيناته ، فقد جذب MHC أيضًا انتباه العديد من علماء الأحياء التطورية.


المبادئ الأساسية لصفيف SNP هي نفسها المصفوفة الدقيقة للحمض النووي. هذه هي تقارب تهجين الحمض النووي ، والفحص المجهري الفلوري ، والتقاط الحمض النووي للسطح الصلب. المكونات الثلاثة الإلزامية لمصفوفات SNP هي: [3]

  1. مجموعة تحتوي على مجسات قليلة النوكليوتيد محددة الأليل (ASO).
  2. متواليات الحمض النووي المجزأة للهدف ، موضحة بأصباغ فلورية.
  3. نظام كشف يسجل ويفسر إشارة التهجين.

غالبًا ما يتم اختيار تحقيقات ASO بناءً على تسلسل مجموعة تمثيلية من الأفراد: يتم استخدام المواقف التي تختلف في اللوحة بتردد محدد كأساس للتحقيقات. يتم وصف رقائق SNP عمومًا بعدد مواضع SNP التي يفحصونها. يجب استخدام مجسين لكل موضع SNP للكشف عن كلا الأليلين إذا تم استخدام مسبار واحد فقط ، ولا يمكن تمييز الفشل التجريبي عن تماثل الزيجوت للأليل غير المجس. [4]

تعد مصفوفة SNP أداة مفيدة لدراسة الاختلافات الطفيفة بين الجينومات الكاملة. إن أهم التطبيقات الإكلينيكية لمصفوفات SNP هي تحديد مدى قابلية المرض [5] وقياس فعالية العلاجات الدوائية المصممة خصيصًا للأفراد. [6] في البحث ، يتم استخدام مصفوفات SNP بشكل متكرر لدراسات الارتباط على مستوى الجينوم. [7] كل فرد لديه العديد من النيوكلوتايد. يمكن استخدام تحليل الارتباط الجيني المستند إلى SNP لرسم خريطة لمواقع المرض ، وتحديد جينات القابلية للمرض لدى الأفراد. يسمح الجمع بين خرائط SNP ومصفوفات SNP عالية الكثافة باستخدام SNPs كعلامات للأمراض الوراثية التي لها سمات معقدة. على سبيل المثال ، حددت دراسات الارتباط على مستوى الجينوم تعدد الأشكال المرتبطة بأمراض مثل التهاب المفاصل الروماتويدي ، [8] وسرطان البروستاتا ، [9] ويمكن أيضًا استخدام مصفوفة SNP لإنشاء نمط نووي افتراضي باستخدام برنامج لتحديد عدد النسخ لكل SNP على الصفيف ثم قم بمحاذاة SNPs بالترتيب الكروموسومي. [10]

يمكن أيضًا استخدام SNPs لدراسة التشوهات الجينية في السرطان. على سبيل المثال ، يمكن استخدام مصفوفات SNP لدراسة فقدان تغاير الزيجوت (LOH). يحدث LOH عندما يتحول أليل واحد من الجين بطريقة ضارة ويفقد الأليل الذي يعمل بشكل طبيعي. يحدث LOH بشكل شائع في عملية تكوين الورم. على سبيل المثال ، تساعد الجينات الكابتة للورم في منع تطور السرطان. إذا كان لدى الشخص نسخة واحدة متحولة ومختلة وظيفيًا من جين مثبط الورم وتضررت نسخته الوظيفية الثانية من الجين ، فقد يصبحون أكثر عرضة للإصابة بالسرطان. [11]

يمكن للطرق الأخرى القائمة على الرقائق مثل التهجين الجيني المقارن اكتشاف المكاسب الجينية أو عمليات الحذف التي تؤدي إلى LOH. ومع ذلك ، تتمتع مصفوفات SNP بميزة إضافية تتمثل في قدرتها على اكتشاف LOH المحايد للنسخ (يسمى أيضًا اضطراب أحادي الأب أو التحويل الجيني). نسخة محايدة LOH هو شكل من أشكال عدم التوازن الأليلي. في LOH المحايد النسخ ، يكون أليل واحد أو كروموسوم كامل من أحد الوالدين مفقودًا. تؤدي هذه المشكلة إلى ازدواجية الأليل الأبوي الآخر. قد يكون LOH المحايد نسخًا مرضيًا. على سبيل المثال ، لنفترض أن أليل الأم من النوع البري ويعمل بكامل طاقته ، وأن أليل الأب متحور. إذا كان أليل الأم مفقودًا وكان لدى الطفل نسختان من أليل الأب المتحور ، فقد يحدث المرض.

تساعد مصفوفات SNP عالية الكثافة العلماء على تحديد أنماط عدم التوازن الأليلي. هذه الدراسات لها استخدامات تشخيصية وتشخيصية محتملة. نظرًا لأن LOH شائع جدًا في العديد من السرطانات البشرية ، فإن مصفوفات SNP لديها إمكانات كبيرة في تشخيص السرطان. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات الحديثة لمجموعة SNP أن الأورام الصلبة مثل سرطان المعدة وسرطان الكبد تظهر LOH ، مثلها مثل الأورام الخبيثة غير الصلبة مثل الأورام الدموية الخبيثة ، و ALL ، و MDS ، و CML وغيرها. قد توفر هذه الدراسات نظرة ثاقبة حول كيفية تطور هذه الأمراض ، بالإضافة إلى معلومات حول كيفية إنشاء علاجات لها. [12]

تم إحداث ثورة في تربية عدد من الأنواع الحيوانية والنباتية من خلال ظهور مصفوفات SNP. تعتمد الطريقة على التنبؤ بالجدارة الجينية من خلال دمج العلاقات بين الأفراد بناءً على بيانات مجموعة SNP. [13] تُعرف هذه العملية بالاختيار الجيني.


تعدد الأشكال في عدد الكروموسومات؟ - مادة الاحياء

قم بالتكبير على طول عرض ثلاثي الأبعاد لـ 650.000 نيوكليوتيد من الكروموسوم البشري 11 لمعرفة مدى ضآلة تشفير البروتين بالفعل. قم بجولة إرشادية لأقل من 1٪ من المادة الوراثية الخاصة بك لمشاهدة مناظر جديدة وغير عادية لمشهد الكروموسومات الخاص بك.

مثلما نرسم العالم من حولنا ، يمكننا رسم خريطة للكروموسومات البشرية. يمكن أن تشمل ميزات الكروموسومات الجينات المشفرة للبروتين ، والطفيليات الجزيئية القديمة المعروفة باسم الينقولات ، أو امتدادات التسلسلات المتكررة.

سنقوم الآن بجولة حول 650،000 نيوكليوتيد من طرف الذراع القصيرة للكروموسوم البشري 11. هذا يساوي حوالي نصف واحد بالمائة من الكروموسوم بأكمله وحوالي 1/5000 من الجينوم البشري. من مسافة يمكننا تمييز 28 جينًا ، يُشار إليها بكتل حمراء وصفراء. تحمل "الإكسونات" الحمراء رمز الحمض النووي للبروتين ، بينما تحمل "الإنترونات" الصفراء رمز الحمض النووي للبروتين. يظهر أيضًا أكثر من 500 ينقالات ، أو جينات قافزة ، يُشار إليها بالكتل الزرقاء والبنفسجية. إذا قمنا بالتكبير ، يمكننا إلقاء نظرة فاحصة على بنية منطقة الكروموسوم هذه. واجهنا في البداية مجموعة من خمسة جينات صغيرة ، يبلغ متوسط ​​طولها حوالي 1500 نيوكليوتيد. تقوم هذه المكونات بترميز مكونات الهيموجلوبين ، وهو الجزيء الذي يحمل الأكسجين في الدم. بيتا غلوبين هو مكون شائع في دم البالغين ، والطفرة في نوكليوتيد واحد في هذا الجين هي المسؤولة عن فقر الدم المنجلي. دلتا غلوبين ، مكون ثانوي من دم البالغين ، يتبعه نسخة غير وظيفية من بيتا غلوبين ، يُطلق عليه اسم الجين الكاذب. يتم التعبير عن جاما و epsilon globins في الجنين والجنين.

(1:25) بعد ذلك ، واجهنا جينين صغيرين يشفران المستقبلات الشمية ، السمات المشتركة للكروموسوم 11. يتبعها "منطقة بين الجينات" من 183000 نيوكليوتيد ، تفتقر إلى أي جينات معروفة. تنتشر في جميع أنحاء هذه المنطقة العديد من "التكرارات البسيطة" المكونة من نسخ متعددة من تسلسل متكرر من 2-50 نيوكليوتيد. تحدد كتلتان أخضرتان التكرارات الأطول من 100 نيوكليوتيد. الاختلافات في عدد التكرارات بين الأشخاص ، تخلق اختلافًا في الحمض النووي ، أو "تعدد الأشكال" ، والذي يمكن استخدامه في علم الأحياء الشرعي ، أو اختبار الأبوة ، أو تشخيص المرض. تحدد المربعات الزرقاء والبنفسجية أكثر من 100 ترانسبوزونات منتشرة في المنطقة الجينية. تشكل هذه الطفيليات الجزيئية حوالي نصف الجينوم البشري بالوزن ، وتتحرك الغالبية لاستخدام إنزيم تم استعارته لاحقًا بواسطة فيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية. نشأ كل من ملايين الينقولات في الجينوم البشري من "قفزة" فردية في مرحلة ما من التطور. غالبية الينقولات لم تقفز لملايين السنين ، وبالتالي فهي "أحافير جزيئية". كما سنرى ، تقع غالبية الينقولات داخل مجموعات الجينات وحتى داخل الجينات - وهي حقيقة تحير العلماء.

(02:57) يتبع المنطقة الجينية جيناتان متجاورتان من اليوبيكيلين ، والتي تشارك في عمليات الخلايا الرئيسية ، من النسخ المتماثل إلى الموت "المبرمج". يتم التعبير عن يوبيكويلين 3 على وجه التحديد في الخصية ، حيث يُعتقد أنه يساعد في تنظيم نمو الحيوانات المنوية. ويتبع ذلك مجموعة من مواقع الجينات (LOC) يُعتقد أنها تكوِّد المستقبلات الشمية ، والتي تتلقى المنبهات في الأنف للسماح لنا باكتشاف الروائح. بطول 31110 نيوكليوتيد ، فإن أول جين في هذه المجموعة ، LOC120009 ، هو الأطول الذي سنواجهه في رحلتنا. تتم الإشارة إلى إكسوناتها المشفرة الأحد عشر باللون الأحمر ، ولكن معظمها يأتي من الإنترونات الصفراء و 29 من الينقولات الزرقاء والبنفسجية. ومع ذلك ، فإن غالبية المستقبلات الشمية قصيرة. المواقع الجينية الأربعة التالية هي الأكثر شيوعًا للمستقبلات الشمية في امتلاك واحد أو اثنين من exons الترميز. حوالي 60٪ من مستقبلات الرائحة لدينا لا تعمل. من المفترض أن البشر أقل احتياجًا للروائح في تحديد مكان الطعام والتفاعل الاجتماعي. تختلف الطفرات التي تعطل العديد من المستقبلات بين الأشخاص ، مما يعني أن هناك أساسًا للحمض النووي للملاحظة أن بعض الناس يمكن أن يشموا أفضل من الآخرين! كما يشير إلى أن فقدان حدة الشم قد حدث مؤخرًا جدًا في التطور البشري ولا يزال مستمراً.

(04:38) يلي ذلك مجموعة من أربعة جينات في عائلة الشكل الثلاثي (TRIM). تحتوي بروتينات TRIM على ثلاثة أشكال ، أو هياكل ، ترتبط من خلالها بالحمض النووي لتنظيم نشاط الجين. بحوالي 21000 نيوكليوتيد ولديها حوالي ثمانية إكسونات مشفرة ، تقترب جينات TRIM من متوسط ​​حجم الجينات البشرية. يمكن إنتاج بروتينات مختلفة بواسطة جين TRIM واحد ، عن طريق تكوين مجموعات مختلفة من exons المشفرة. يساعد تريم 34 و 22 في التوسط في النشاط المضاد للفيروسات للإنترفيرون ويقدم نظرة ثاقبة لمكافحة فيروس نقص المناعة البشرية. تنتهي جولتنا بمجموعة أخرى من تسعة جينات للمستقبلات الشمية (LOC). يحتوي الكروموسوم 11 على حوالي 40٪ من الجينات المقدرة بـ 1000 لمستقبلات حاسة الشم في الجينوم البشري. يوجد مثل هذا التركيز لجينات المستقبل على طرف الكروموسوم 11 بحيث يمكن تسمية هذه المنطقة بأكملها بالتجمع الشمي الفائق ، حيث يتم تضمين مجموعات بيتا غلوبين ويوبيكيلين و TRIM.

الكروموسوم 11 ، منطقة الكروموسوم ، المستقبلات الشمية ، الكروموسومات البشرية ، الكروموسوم البشري ، البيولوجيا الجنائية ، فقر الدم الخلوي ، بيتا جلوبين ، كود الحمض النووي ، تشخيص المرض ، الجينوم البشري ، الترانسبوزونات ، الجينات الزائفة ، النيوكليوتيدات ، الإنترونات


خلفية

يتكون الجينوم البشري من أكثر من 3 مليارات زوج قاعدي يقيمون في كل خلية نواة من الجسم [1 ، 2]. الجينوم ، الذي ظل محفوظًا جيدًا طوال التطور ، هو على الأقل 99.5 & # x000a0 ٪ متطابق بين أي شخصين على هذا الكوكب [3]. كشفت الأدوات الجينومية الحديثة أنها أكثر تعقيدًا وتنوعًا وديناميكية مما كان يُعتقد سابقًا ، على الرغم من أن التباين الجيني يقتصر على ما بين 0.1 & # x000a0٪ [4 & # x020136] و 0.4 & # x000a0٪ [7] من الجينوم . بدأت اختلافات التسلسل ، حتى في مناطق الحمض النووي غير المشفرة للبروتين ، في تغيير فهمنا للجينوم البشري. في حين ربطت بعض الدراسات متغيرات معينة بكونها تنبؤية لقابلية المرض والاستجابة للأدوية ، فإن غالبية الأمراض لها بصمة جينية معقدة للغاية (تمت مراجعتها في [8 ، 9]). يتحول البحث الطبي الحيوي نحو فهم الأهمية الوظيفية للعديد من هذه الاختلافات وارتباطها بالأمراض البشرية.

في قلب هذه الاكتشافات الجديدة توجد أدوات تسلسل الحمض النووي الحديثة ، والتي تستمر في التطور بوتيرة سريعة. تستمر تقنيات التسلسل الجديدة في أن تصبح أرخص وأكثر دقة ، وتسهل الاختراقات الطبية والبيولوجية الجديدة في جميع أنحاء العالم [10 ، 11]. أصبح البحث العلمي شبه مستحيل دون استخدام تقنية التسلسل ، ولكن مع تقدم التكنولوجيا وتزايد تسلسل الأفراد ، يتم إنشاء كمية هائلة من البيانات. ومع ذلك ، فإن أي بيانات بدون سياق وتحليل لا طائل من ورائها. يجب شرح البيانات من التسلسل بعناية ، وتخزينها بشكل آمن ، ويمكن الوصول إليها بسهولة من المستودعات عند الحاجة. تتطلب مثل هذه المهام الشاقة تعاونًا وظيفيًا بين الأطباء والباحثين والمهنيين الصحيين [12].

في موضوع حديث في بوابة ResearchGate [13] ، أثارت مناقشة مستمرة حول الفرق بين الطفرة وتعدد الأشكال استجابة من أكثر من ثلاثمائة مشارك من خلفيات علمية مختلفة. دفعنا تنوع الردود إلى كتابة هذا المستند كورقة بحثية تهدف إلى تحفيز المناقشة بشكل أكبر وربما إيجاد توافق في الآراء حول استخدام المصطلحين الطفرة وتعدد الأشكال في سياق التسلسل المرجعي في مشروع الجينوم الشخصي.


تعدد الأشكال لعدد جينات الجلسرين -3 فوسفات ديهيدروجينيز المضاعفة بالترادف في ذبابة الفاكهة السوداء

تم مسح منطقة 26 كيلوباس-زوج تشمل sn-glycerol-3-phosphate dehydrogenase (sn-glycerol-3-phosphate: NAD + 2-oxidoreductase ، EC 1.1.1.8) في Drosophila melanogaster من مجموعتين طبيعيتين في اليابان عن طريق التقييد رسم الخرائط. تم العثور على كل من الازدواج الترادفي والتضاعف في هذه المنطقة في كلا المجموعتين. كشف التحليل التفصيلي لـ 86 سطرًا من الكروموسوم 2 عن موقع التقييد وتعدد الأشكال في وحدة النسخ: موقعان مقيدان و allozymes [سريع (F) أو بطيء (S)] كانا متعددي الأشكال بين كل من الكروموسومات الحاملة للازدواجية وتلك التي تحمل التسلسل القياسي. تشير هذه النتيجة إلى إعادة التركيب المتكرر و / أو التحويل الجيني في منطقة أزواج 5 كيلوبايت. تشير الاختلافات التي لوحظت في موقع التقييد والأنماط الفردية للألوزيم بين التسلسل الثلاثي داخل السكان وفيما بينهم ، جنبًا إلى جنب مع التوزيع في المجموعات الطبيعية ، إلى سلالة حديثة نسبيًا لأحداث التضاعف وأصل مستقل في السكان المعنيين. قد تمثل مثل هذه الأحداث عملية تكوين عائلات متعددة الجينات [قارن Ohta، T. (1987) Genetics 115، 207-213]. أخيرًا ، تمت مناقشة تطور هذا النوع من تعدد الأشكال.


كثافة الجينات وتعدد أشكال النوكليوتيدات البشرية

بريت أ.بايسور ، مايكل دبليو ناكمان ، كثافة الجينات وتعدد أشكال النوكليوتيدات البشرية ، علم الأحياء الجزيئي والتطور، المجلد 19 ، العدد 3 ، مارس 2002 ، الصفحات 336-340 ، https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a004086

تشير نظرية علم الوراثة السكانية إلى أن الانتقاء الطبيعي سيؤثر على مستويات وأنماط التباين الجيني في مواقع مرتبطة ارتباطًا وثيقًا. يقترح اختيار الخلفية (Charlesworth و Morgan و Charlesworth 1993) أن إزالة الطفرات الضارة المتكررة والمتغيرات المحايدة المرتبطة بها سيؤدي إلى تقليل تباين النيوكليوتيدات في مناطق إعادة التركيب المنخفضة. تعتمد قوة اختيار الخلفية على معدل الطفرات الضارة ، وحجم الانتقاء والسيطرة ، ومعدل إعادة التركيب. يمكن أيضًا أن يؤدي التنقل الجيني (Maynard Smith and Haigh 1974) ، وتثبيت الأليلات المفيدة والتثبيت المرتبط بالأليلات المحايدة المرتبطة ، إلى تقليل تنوع النيوكليوتيدات في مناطق إعادة التركيب المنخفض. يعتمد مدى التوصيل الجيني على قوة الانتقاء ومعدل إعادة التركيب. لذلك ، في ظل كل من اختيار الخلفية والربط الوراثي ، تتنبأ النظرية بأن المناطق الجينومية التي نادرًا ما تتحد قد تخضع لتخفيضات في تنوع النيوكليوتيدات. علاوة على ذلك ، إذا كان معدل الطفرات الضارة أو عمليات المسح الانتقائية (أو كليهما) مرتفعًا بدرجة كافية ، فإن نماذج اختيار الخلفية (Hudson and Kaplan 1995) والتوصيل الجيني (Wiehe and Stephan 1993) تتنبأ بعلاقة إيجابية عامة بين تعدد أشكال النوكليوتيدات ومعدل إعادة التركيب.

تدعم التحقيقات التجريبية لتباين النيوكليوتيدات هذه التنبؤات. في ذبابة الفاكهة سوداء البطن، مناطق من الجينوم مع القليل من إعادة التركيب تظهر انخفاض تغاير الزيجوت (Aguade و Miyashita و Langley 1989 Begun و Aquadro 1991 Berry و Ajioka و Kreitman 1991). علاوة على ذلك ، هناك دليل على أن تباين النوكليوتيدات ومعدل إعادة التركيب مرتبطان بشكل إيجابي في العديد من الأصناف ، بما في ذلك ذباب الفاكهة (Begun and Aquadro 1992) ، الفئران المنزلية (Nachman 1997) ، الماعز (Dvorak ، Luo ، and Yang 1998) ، البنجر البحري (Kraft). et al. 1998 ), tomatoes ( Stephan and Langley 1998 ), humans ( Nachman et al. 1998 Przeworski, Hudson, and Di Rienzo 2000 Nachman 2001 ), and maize ( Tenaillon et al. 2001 ). The combination of theoretical and empirical results indicates that selection acting at linked sites is likely to be a major force shaping genomic patterns of nucleotide variation.

The documented relationship between nucleotide variation and recombination rate raises the question of whether other measurable variables can explain additional variation in nucleotide polymorphism in the context of selection at linked sites. We predict that the effects of selection at linked sites will depend on local gene density. If selection acts primarily on genes, genomic regions with high gene density will harbor more potential selective targets than genomic regions with low gene density. This prediction should be valid irrespective of whether positive or purifying selection is driving observed patterns. Humans provide a good system in which this prediction can be tested, for two reasons. First, gene density varies substantially across the genome ( International Human Genome Sequencing Consortium 2001 Venter et al. 2001 ). For example, sequence data suggest that chromosome 19 has an average of 23 genes per Mbp, whereas chromosome 4 averages only 6 genes per Mbp ( Venter et al. 2001 ). Second, estimates of nucleotide polymorphism assessed using reasonable sample sizes are available for multiple loci across the human genome. Here, we demonstrate that nucleotide diversity and gene density are negatively correlated in humans. This result provides further evidence for the importance of selection at linked sites and suggests that the number of genes in a genomic region is a reasonable indicator of selective intensity.

We assessed the relationship between nucleotide polymorphism (measured by Watterson's θ̂ [1975]) and gene density using data from sequence-based studies of variation that sampled more than 10 chromosomes ( table 1 ). The variance in θ̂ can be quite large with sample sizes smaller than 10 ( Pluzhnikov and Donnelly 1996 ).

For X-linked loci, nucleotide diversity was multiplied by 4/3 to account for the fact that the effective population size of the X chromosome is ¾ of that of the autosomes (assuming a sex ratio of 1). Sequence-based maps of the human genome (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/, June 2001 Version) were used to estimate the base pair position of each locus. Gene density was estimated by counting the number of genes in a window, including 1 Mbp of sequence on either side of each locus (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/). Gene density estimates based on a 10-Mbp window gave similar results. Recombination rates were taken from Payseur and Nachman (2000) , who compared the genetic and physical positions of microsatellites spaced at approximately 2-Mbp intervals. Recombination rates for X-linked loci were multiplied by ⅔ to correct for differences in population recombination rates. All variables were approximately normally distributed (visual inspection of histograms Shapiro-Wilks goodness-of-fit test ص > 0.05). Additionally, the residuals from the regression of θ̂ on all variables were normally distributed (ص > 0.05). All analyses were done using least-squares linear regression.

Nucleotide polymorphism and recombination rate are strongly, positively correlated (ص 2 = 0.63 ص = 0.0002 fig. 1أ ) for these data, despite no evidence for a positive relationship between divergence and recombination rate (ص > 0.05). Comparing the residuals of the regression of nucleotide polymorphism on recombination rate with gene density reveals a significant negative association (ص 2 = 0.25 ص = 0.04 fig. 1ب ). As predicted, nucleotide polymorphism is reduced in regions with higher gene density, once recombination rate variation is taken into account. A model including both recombination rate and gene density as independent variables explains 68% (adjusted ص 2 ص = 0.0001 recombination rate: ص = 0.0001 gene density: ص = 0.05) of the variation in nucleotide polymorphism. There is weak evidence for a negative association between nucleotide polymorphism and gene density alone (ص 2 = 0.17 ص = 0.10). There is no evidence of a statistical interaction between recombination rate and gene density, although such an interaction would be difficult to detect with our small sample size. We also asked whether an alternative measure of nucleotide variation, the average pairwise divergence between sequences, π̂ ( Nei and Li 1979 ), is associated with gene density. There is a slight trend toward a negative relationship, but it is not statistically significant (ص > 0.05 in all tests). θ̂ and π̂ incorporate different aspects of the data in their estimates of nucleotide diversity. Whereas θ̂ is estimated by counting the number of segregating sites in the total sample, π̂ is estimated by comparing all the pairwise sequence combinations and calculating the average number of differences. As a result, π̂ contains information about allele frequencies and θ̂ does not. However, θ̂ has a lower sampling variance than π̂. Using the average number of sampled chromosomes (ن = 124) and the average θ̂ or π̂ value (approximately 0.1%) for the studies included in our analysis, under an infinite sites model with no recombination, the sampling variance of π̂ (0.034%) is nearly twice that of θ̂ (0.019%). Although this effect may be ameliorated by recombination ( Pluzhnikov and Donnelly 1996 ), the increased statistical difficulty in estimating π̂ may contribute to our failure to detect an association between gene density and π̂.

An alternative interpretation of our results is that nucleotide polymorphism is shaped by other variables that are correlated with gene density or recombination rate. GC content is positively correlated with both gene density ( International Human Genome Sequencing Consortium 2001 ) and recombination rate ( Fullerton, Bernardo Carvalho, and Clark 2001 ) in humans. Consequently, we asked whether GC content was associated with nucleotide polymorphism alone or once gene density and recombination rate had been taken into account. There is no evidence that GC content affects levels of polymorphism in these data (ص > 0.05, bivariate and multiple linear regression analyses), although a weak correlation between SNP (single nucleotide polymorphism) heterozygosity and GC content in humans has been reported ( International SNP Map Working Group 2001 ). This discrepancy may be because of the relatively small number of loci used in our study.

Several conclusions follow from these results. First, natural selection at the molecular level has a pronounced effect on the levels of nucleotide heterozygosity in humans. Even if the total number of sites under selection is relatively modest, it is clear that the effects on linked, neutral variation can be substantial. It remains to be seen whether the patterns depicted in figure 1 are driven mainly by positive selection and associated genetic hitchhiking, purifying selection, or some combination of both. Background selection and genetic hitchhiking are not mutually exclusive, and it seems likely that both processes may be contributing to observed patterns ( Kim and Stephan 2000 ). Second, these results suggest that the density of genes is a reasonable indicator of the potential for selection and that genes are likely the targets of selection in many cases. However, the high degree of sequence conservation between human and mouse in intergenic regions suggests that many of these intergenic regions may also be functional, possibly containing important رابطة الدول المستقلة-regulatory elements ( Shabalina et al. 2001 ). The degree to which the densities of genes and رابطة الدول المستقلة-regulatory elements covary is therefore an interesting question for further investigation. Finally, our results indicate that levels of human nucleotide polymorphism can be predicted with reasonable precision, given the knowledge about local recombination rate and gene density. Because recombination rate and gene density can now be measured throughout the human genome, this predictive ability could assist efforts to map genes underlying complex diseases.


Polymorphism in number of chromosomes? - مادة الاحياء

Please note that this Glossary is work in progress. Do you encounter missing terms or want to suggest definitions, please let us know.

  • 3’rule for all descriptions the most 3’ position possible of the reference sequence is arbitrarily assigned to have been changed. When ATTTG changes to ATTG HGVS describes this as a change of the T at position 4 (not the T at position 2 or 3)
  • allele variant forms of the same gene (MESH) HGVS: a series of variants on one chromosome. descriptions see Recommendationsالحمض النووي, RNA أو بروتين.
  • amino acid a letter from the protein code (see Standards).
  • cap site first nucleotide of a transcript (5’ end) to which a specially altered nucleotide is added.
  • break point the site where two sequences which are in different positions in the reference sequence are joined as a consequence of genomic rearrangement (Structural Variant)
  • cDNA cDNA, “copy DNA” or “complementary DNA”, is the DNA copy of a single stranded RNA molecule synthesized using the enzyme reverse transcriptase (Wikipedia, MESH). ملاحظة: cDNA is not the same as “coding DNA” (see below).
  • CDS coding DNA sequence, a sequence translated in to an amino acid sequence (protein).
  • chimerism the occurrence in one individual of two or more cell populations, derived from different zygotes, with different sequences (based on MESH). Opposite of mosaicism. descriptions see General/Charcters used.
  • cis two variants are “in cis” when they are on the same allele (DNA molecule, chromosome).
  • CNV copy number variant (CNV), a variant in a genome where the number of copies of a large stretch of DNA differs from that in the reference genome a copy can be missing (deleted) or be present more then once (duplicated, triplicated, …, or amplified). ملاحظة: a “large stretch” is not defined precisely but usually covers at least an exon of a gene or 1,000 nucleotides or more. alias CNP (copy number polymorphism)
  • coding DNA the segments of a genome or segment of a transcript (RNA molecule) which codes for a protein.
  • coding DNA reference sequence a DNA reference sequence (see Reference Sequence), based on a protein-coding transcript of a gene, which can be used for nucleotide numbering using the “c.” prefix. Such a reference sequence includes the coding DNA sequence (CDS) and the 5’ and 3’ UTR regions. ملاحظة: a coding DNA reference sequence is ليس a cDNA sequence (see above)
  • مركب HGVS: a sequence change where, compared to a reference sequence, a range of changes occur that can not be described as one of the basic variant types (substitution, deletion, duplication, insertion, conversion, inversion, deletion-insertion, or repeated sequence).
  • compound heterozygote used in cases of صفة متنحية disease where the disease-causing variants on both alleles at a given locus are not identical (opposite of متماثل)
  • التحويل HGVS-DNA: a sequence change where, compared to a reference sequence, a range of nucleotides are replaced by a sequence from elsewhere in the genome. ملاحظة: conversion variants are described as a Deletion-Insertion (see الحمض النووي أو RNA).
  • Crick strand see plus (+) strand.
  • deletion
    • one or more letters of the DNA code are missing (deleted). A deletion is indicated using a “del”
    • HGVS-DNA: a sequence change where, compared to a reference sequence, one or more nucleotides are not present (deleted). descriptions see Recommendationsالحمض النووي, RNA أو بروتين.
    • one or more letters in the DNA code are missing and replaced by several new letters
    • HGVS-DNA: a sequence change where, compared to a reference sequence, one or more nucleotides are replaced by one or more other nucleotides and which is not a substitution, inversion or conversion.. descriptions see Recommendationsالحمض النووي, RNA أو بروتين.
    • one or more letters of the DNA code are present twice (doubled, duplicated)
    • HGVS-DNA: a sequence change where, compared to a reference sequence, a copy of one or more nucleotides are inserted directly 3’ of the original copy of that sequence. ملاحظة: diagnostic assays (like MLPA) usually detect an additional copy of a specific sequence. Whether the additional copy is a duplication or an insertion remains to be determined. descriptions see Recommendationsالحمض النووي, RNA أو بروتين.
    • one or more letters in the DNA, RNA or amino acid code are new (have been inserted)
    • HGVS-DNA: a sequence change where, compared to the reference sequence, one or more residues are inserted and where the insertion is not a copy of a sequence immediately upstream. descriptions see Recommendationsالحمض النووي, RNA أو بروتين.
    • a variant in which a codon is changed to one directing the incorporation of a different amino acid (based on MESH).
    • HGVS: a variant in a protein sequence where compared to the reference sequence one amino acid is replaced by another amino acid.
    • HGVS: confusing term, do not use, use variant (see Basics)
    • مادة الاحياء: a change in the sequence
    • دواء: a sequence variant مرتبطة with a disease phenotype.
    • a variant that changed an amino acid-specifying codon to a stop codon (termination codon, based on MESH).
    • HGVS: a variant in a protein sequence where compared to the reference sequence an amino acid is replaced by a translational stop codon (termination codon).
    • polymorphism NOTE: please do not use this term, see Terminology.
      • HGVS: confusing term, do not use, use variant (see Basics)
      • مادة الاحياء: a sequence variant present in the population at a frequency of 1% or higher
      • دواء: a sequence variant not associated with a disease phenotype
      • a variant in a DNA sequence that does not change the amino acid sequence of the encoded protein (based on MESH).
      • HGVS: an amino acid residue in a protein sequence where compared to the reference sequence the DNA sequence changed but not the encoded amino acid.
      • one letter of the DNA, RNA or amino acid code is replaced (substituted) by one other letter
      • HGVS-DNA: a sequence change where, compared to a reference sequence, one residue is replaced by one other residue. descriptions see Recommendationsالحمض النووي, RNA أو بروتين.
      • a chromosome abnormality characterized by chromosome breakage and transfer of the broken-off portion to a non-homologous chromosome (based on MESH)
      • HGVS: a sequence change where, compared to a reference sequence, from a specific nucleotide position (the break point) all nucleotides upstream derive from another chromosome then those down stream NOTE: a translocation occurs when two chromosomes break and the fragments rejoin with the non-homologous chromosome. A full description of a (reciprocal) translocation consists of 2 parts, one describing the first junction, the second describing the other junction (e.g. the chromosome 4X junction and the chromosome X4 junction)
      • translocation, balanced a translocation with an even exchange of DNA sequences and no segments deleted or duplicated
      • translocation, unbalanced a translocation with an uneven exchange of DNA sequences and segments being deleted or duplicated

      تاريخ

      Versioning

      External Links

      • Human Genome Variation Society
      • Human Variome Project
      • Human Genome Organisation

      اتصل بنا

        Discussions regarding HGVS nomenclature are necessary in order to further improve them. What is listed on these pages represents the current consensus of the recommendations. We invite everybody to send us question, comments or examples of cases that are not yet covered, with a suggestion of how to describe these ( بريد الالكتروني:VarNomen @ HGVS.org). For specific questions, do not forget to mention the التسلسل المرجعي used!
        Follow us on Facebook


      شاهد الفيديو: عدد الكروموسومات في الحيوانات (كانون الثاني 2022).