„Humán genom” változatai közötti eltérés

A humán genom a Homo sapiens genomja. 23 kromoszómapárból és kb. 3 milliárd DNS bázispárból áll. A Human Genom Project a humán genom eukromatinjának referenciaszekvenciáját hozta létre, melyet világszerte használnak az orvosbiológiai kutatásokban.

24 különböző féle kromoszóma van, 1-22 autoszóma és két féle gonoszóma (X és Y). Az autoszómák csökkenő sorrendben vannak számozva. A testi sejtek minden autoszómából tartalmaznak egy példányt mindkét szülőtől, illetve egy X kromoszómát az anyától, és vagy egy X-et, vagy egy Y-t az apától. Így jön ki az emberi 46-os kromoszómaszám.

Azon gének számát, melyek fehérjét kódolnak, 20 000-25 000 közé becsülik. Ez a szám kezdetben 100 000-nél is több volt, viszont a genom szekvenálási stratégiák fejlődésével, a gének szabályozásában megfigyelt komplexitással ez a szám tovább csökkenhet.

Meglepően, a humán genomban kevesebb gén található, mint egyes, az embernél alacsonyabbrendű fajokban (féreg és gyümölcslégy). Azonban az emberi sejtek fokozottabban használják az alternatív splicing mechanizmusát, így egy génből több fehérje terméket is létrehozhatnak. A humán proteoma is sokkal nagyobb, mint az előbb felsorolt élőlényekben.

A legtöbb humán génben számos exon található, és az intronok is sokkal hosszabbak az exonoknál.

A humán gének a kromoszómákon belül egyenlőtlenül vannak elosztva. Minden kromoszóma tartalmaz génekben gazdag és szegény régiókat, melyek összefüggésben vannak a kromoszóma sávokkal és a GC-tartalommal. Ennek a nem véletlenszerű géndenzitási mintázatnak a jelentősége nem igazán ismert.

A fehérjét kódoló géneken kívül a humán genom rendelkezik több ezer RNS génnel, beleértve a transzfer RNS-t, riboszomális RNS-t, mRNS-t és más nem kódoló RNS géneket.

A humán genomban számos szabályozó szekvencia van, melyek kulcsszerepet játszanak a génexpresszióban, azaz a gének kifejeződésében. Ezek tipikusan rövid szakaszok, melyek általában a gének közelében helyezkednek el. Annak a megértése, hogy ezek a szekvenciák hogyan működnek együtt, hogyan alkotják a gén expressziós hálózatot, az a komperatív genomikai kutatások feladata.

Fehérjekódoló szekvenciák (exonok) a humán genomnak mindössze 1,5%-át teszik ki. A géneken és az ismert szabályozó szekvenciákon kívül genomunk tartalmaz funkciótlan (illetve jelenleg nem ismert funkciójú) DNS-régiókat. Ezek jelentik a genom 97%-át. Nagy részük ismétlődő szekvenciákból áll, transzpozonokból és pszeudogénekből, de van egy nagy hányad, mely semmilyen besorolás alá sem esik.

Ezen szekvenciák nagy része evolúciós maradvány, melyeknek semmi szerepük sincs, és ezeket gyakran nevezik összességében hulladék DNS-nek. Azonban viták folynak arról, hogy bizonyos régiók mégis bírnak funkcióval, mely azonban egyelőre ismeretlen. DNS microarrayt alkalmazó kutatások kimutatták, hogy a nem-kódoló régiók nagy részletei átíródnak RNS-be,^[1] mely azt jelentheti, ezen transzkriptumoknak ismeretlen funkciójuk van. Mivel az emlős genomok között vannak evolúciós maradványok, és ezek nem magyarázhatók kizárólag a kódoló régiók felhasználásával, ezért valószínűsíthető a nem-kódoló szakaszok funkcionális jellege.^[2] E funkció lehet a fehérjekifejeződés szabályozása, vagy az egyedfejlődésben lehet szerepe.

A humán genetikus variációkról szóló kutatások az egyszerű nukleotid polimorfizmusra (SNP) fókuszáltak, melyek egyszerű báziskicserélődések a kromoszómákon. A legtöbb vizsgálat szerint az SNP-k száma 1:100 és 1:1000 bázispár között van az eukromatikus régiókban, habár nem mutatnak homogén eloszlást. Így nem módosul a számos genetikus által vallott megállapítás, miszerint minden ember 99%-ban genetikailag megegyezik. Egy nagy volumenű SNP variáció katalogizálás folyik az International HapMap Project keretein belül.

A genomikus lókuszok és bizonyos típusú ismétlődő szekvenciák hossza nagyfokú variabilitást mutat az emberek között, mely így a DNS ujjlenyomatnak és az apasági tesztnek az alapját jelentik. A heterokromatikus régiók, melyek nagyságát néhány száz millió bázispárra becsülik, ugyancsak jelentős variabilitást mutatnak (habár megjegyzendő, hogy a jelenlegi technikákkal az ismétlődések miatt nem szekvenálhatók pontosan). Ezen szakszok nem tartalmaznak géneket, és nem valószínű, hogy jelentős fenotípusos jegyeket okoznak.

A legtöbb őssejtekben bekövetkező mutáció életképtelen embriót eredményez, azonban a genetikai betegségek tekintélyes részét nagy méretű genomikus abnormalitások okozzák. Az autoszómális kromoszómák betegségei például a Down-szindróma. A nemi kromoszomális betegségek közé tartozik a Turner-szindróma, Klinefelter-szindróma.

De általában a genetikai betegségeket monogénes, poligénes (azaz multifaktoriális) és kromoszómális betegségekre oszthatjuk.

Az emlős genomok komperatív genomikai tanulmányozása során kapott eredmények alapján úgy becsülik, hogy genomunk 5%-a konzerválódott az evolúció során azon fajok szétválása óta, melyek génjeink és szabályozó szekvenciáink nagy részét tartalmazák. Mivel a gének és szabályozó régiók a genomnak mindösze 2%-át teszik ki, valószínűsíthető, hogy több ismeretlen, mint ismert funkciójú szekvenciát találunk. A legtöbb emlős számos génen osztozik.

A csimpánz genom kb. 98%-ban egyezik a humán genommal. Átlagban, egy tipikus emberi fehérjét kódoló gén 2 aminósavban különbözik a csimpánz megfelelőjétől. Csak az emberi gének egyharmadának van ugyanolyan fehérje produktuma, mint a csimpánzban lévő megfelelőjének. A legfőbb különbség a két faj között a 2-es kromoszóma, mely a csimpánz 12-es és 13-as kromoszómák fúziójának eredménye.^[3]

Az ember elvesztette szaglóreceptorainak nagy részét az evolúció során, melynek köszönhetően a legtöbb emlőshöz viszonyítva sokkal rosszabb a szaglásunk. Evolúciós bizonyítékok azt is mutatják, hogy a színlátás emberben és más főemlősben szükségtelenné tette a kifinomult szaglást.^[4]

A humán mitokondriális genom, melyet gyakran nem a humán genom részeként kezelnek, nagy érdeklődésre tart számot a genetikusok között legfőképp a mitokondriális betegségek miatt. Azonban evolúciós kutatásokban is kulcsszerepe van, hiszen a mitokondriumok kutatásával állították fel a mitokondriális Éva hipotézisét is.

• International Human Genome Sequencing Consortium. "Initial sequencing and analysis of the human genome" Nature 409:860-921, February 2001.
• International Human Genome Sequencing Consortium. "Finishing the euchromatic sequence of the human genome" Nature 431:931-945, October 2004.
• Lindblad-Toh, K., et. al. "Genome sequence, comparative analysis, and haplotype structure of the domestic dog" Nature 438:803-819, 2005. december
• Mouse Genome Sequencing Consortium. "Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome" Nature 420:520-562, 2002. december

• Genetika
• Genetikai betegség
• Genetikai betegségek listája
• Jelentős gének listája

• The National Human Genome Research Institute
• National Library of Medicine.
• UCSC Genome Browser.
• Human Genome Project.