Strukturna genomska varijacija

S Wikipedije, slobodne enciklopedije

Genomska strukturna varijacija je varijacija u strukturi hromosoma nekog organizma. Sastoji se od mnogo tipova varijacija u genomu jedne vrste, i obično uključuje mikroskopske i submikroskopski tipove, kao što su delecije, duplikacije, varijante broja kopija, umetanja, inverzije i translokacije. Prvobitno, varijacija strukture utiče na dužinu sekvence od oko 1kb do 3Mb, koja je veća od SNP-ova i manja od hromosomskih abnormalnosti (iako se definicije preklapaju).[1] Međutim, operativni raspon strukturalnih varijanti se proširio na događaje > 50bp.[2] Definicija strukturne varijacije ne podrazumijeva ništa o učestalosti ili fenotipskim efektima. Mnoge strukturne varijante su povezane sa genetičkim bolestima, ali mnoge nisu.[3][4] Nedavna istraživanja o SV pokazuju da je SV teže otkriti nego SNP. Otprilike 13% ljudskog genoma je definirano kao strukturna varijanta u normalnoj populaciji, a postoji najmanje 240 gena koji postoje kao homozigot ni delecijski polimorfizami u ljudskim populacijama, što sugerira ove geni su neophodni za ljude.[4] Dokazi koji se brzo gomilaju ukazuju na to da strukturne varijacije mogu sadržavati milione nukleotidne heterogenosti unutar svakog genoma, i vjerovatno će dati važan doprinos ljudskoj raznolikosti i podložnosti bolestima.

Mikroskopska strukturna varijacija[uredi | uredi izvor]

Mikroskopski znači da se može otkriti pomoću optičkog mikroskopa, kao što su aneuploidije, marker hromosomi, grubih preuređivanja i varijacija u veličini hromosoma.[5] Smatra se da je učestalost u ljudskoj populaciji podcijenjena zbog činjenice da neke od njih zapravo nije lahko identificirati. Prema pretpostavljenim informacijama, ove strukturne abnormalnosti postoje kod 1 /375 živorođenih.[6]

Submikroskopska strukturna varijacija[uredi | uredi izvor]

Submikroskopske strukturne varijante je mnogo teže otkriti zbog njihove male veličine. Prva studija iz 2004. koja je koristila DNK mikromreže mogla je otkriti desetke genetičkih lokusa koji su pokazivali varijacije broja kopija, delecije i duplikacije, veće od 100 kilobaza u ljudskom genomu.[7] Međutim, do 2015. studije sekvenciranja čitavog genoma mogle su otkriti oko 5.000 strukturnih varijanti od čak 100 baznih parova koje obuhvataju otprilike 20 megabaza u svakom pojedinačnom genomu.[3][4] Ove strukturne varijante uključuju delecije, tandemske duplikacije, inverzije, insercijski mobilni element. Stopa mutacija je također mnogo veća od mikroskopskih strukturnih varijanti, procijenjena u dvije studije na 16%, odnosno 20% , a obje su vjerovatno potcijenjene zbog izazova preciznog otkrivanja strukturnih varijanti.[3][8] Također se pokazalo da stvaranje spontanih strukturnih varijanti značajno povećava vjerovatnoću generiranja daljnjih spontanih jednonukleotidnh varijanti ili indela unutar 100 kilobaza strukturnih varijacijski događaj.[3]

Uobičajene varijacije[uredi | uredi izvor]

Baza podataka o strukturnim varijacijama[uredi | uredi izvor]

Neki od pretraživača genoma i bioinformatičke baze podataka imaju listu strukturnih varijacija u ljudskom genomu sa naglaskom na CNV i mogu ih prikazati na stranici za pregledanje genoma, naprimjer, UCSC Genome Browser.[12] Ispod stranice na kojoj se pregledava dio genoma nalaze se "Common Cell CNVs" i "Structural Var" koji se mogu omogućiti. Na NCBI-u postoji posebna stranica [13] za strukturne varijacije. U tom sistemu su prikazane i "unutrašnje" i "vanjske" koordinate; obje nisu stvarne granične tačke, već pretpostavljeni minimalni i maksimalni raspon sekvenci na koje utiče strukturna varijacija. Tipovi su klasifikovani kao insercija, delecija, gubitak, translokacija pojačanje, inverzija, LOH i UPD.

Metodi detekcije[uredi | uredi izvor]

Potpisi i obrasci SV-ova za bdeleciju (A), umetanje nove sekvence (B), inverziju (C) i tandemsku duplikaciju (D) u broju čitanja (RC ), metode čitanja u paru (RP), podijeljeno čitanje (SR) i de novo rearanžmani (AS).

Razvijene su novi metodi za analizu ljudskih genetičkih strukturnih varijacija u visokim rezolucijama. Metodi koji se koriste za testiranje genoma su ili na specifičan ciljani način ili na širok genomski način. Za testove širom genoma, pristupi komparativne hibridizacije genoma zasnovani na nizu donose najbolje skeniranje u cijelom genomu kako bi se pronašle nove varijante broja kopija.[14] Ove tehnike koriste fragmente DNK koji su označeni iz genoma od interesa i koji su hibridizirani, s drugim genomom označenim drugačije, u sekvence uočene kloniranim fragmentima DNK. Ovo otkriva razlike u broju kopija između dva genoma.[14]

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Feuk, Lars; Carson, Andrew R.; Scherer, Stephen W. (2006). "Structural variation in the human genome". Nature Reviews Genetics. 7 (2): 85–97. doi:10.1038/nrg1767. PMID 16418744. S2CID 17255998.
  2. ^ Alkan, Can; Coe, Bradley P.; Eichler, Evan E. (1. 3. 2011). "Genome structural variation discovery and genotyping". Nature Reviews Genetics (jezik: engleski). 12 (5): 363–376. doi:10.1038/nrg2958. ISSN 1471-0056. PMC 4108431. PMID 21358748.
  3. ^ a b c d Brandler, William M.; Antaki, Danny; Gujral, Madhusudan; Noor, Amina; Rosanio, Gabriel; Chapman, Timothy R.; Barrera, Daniel J.; Lin, Guan Ning; Malhotra, Dheeraj; Watts, Amanda C.; Wong, Lawrence C.; Estabillo, Jasper A.; Gadomski, Therese E.; Hong, Oanh; Fajardo, Karin V. Fuentes; Bhandari, Abhishek; Owen, Renius; Baughn, Michael; Yuan, Jeffrey; Solomon, Terry; Moyzis, Alexandra G.; Maile, Michelle S.; Sanders, Stephan J.; Reiner, Gail E.; Vaux, Keith K.; Strom, Charles M.; Zhang, Kang; Muotri, Alysson R.; Akshoomoff, Natacha; Leal, Suzanne M.; Pierce, Karen; Courchesne, Eric; Iakoucheva, Lilia M.; Corsello, Christina; Sebat, Jonathan (24. 3. 2016). "Frequency and Complexity of De Novo Structural Mutation in Autism". The American Journal of Human Genetics. 98 (4): 667–79. doi:10.1016/j.ajhg.2016.02.018. PMC 4833290. PMID 27018473.
  4. ^ a b c Sudmant, Peter H.; Rausch, Tobias; Gardner, Eugene J.; Handsaker, Robert E.; Abyzov, Alexej; Huddleston, John; Zhang, Yan; Ye, Kai; Jun, Goo; Hsi-Yang Fritz, Markus; Konkel, Miriam K.; Malhotra, Ankit; Stütz, Adrian M.; Shi, Xinghua; Paolo Casale, Francesco; Chen, Jieming; Hormozdiari, Fereydoun; Dayama, Gargi; Chen, Ken; Malig, Maika; Chaisson, Mark J. P.; Walter, Klaudia; Meiers, Sascha; Kashin, Seva; Garrison, Erik; Auton, Adam; Lam, Hugo Y. K.; Jasmine Mu, Xinmeng; Alkan, Can; Antaki, Danny; Bae, Taejeong; Cerveira, Eliza; Chines, Peter; Chong, Zechen; Clarke, Laura; Dal, Elif; Ding, Li; Emery, Sarah; Fan, Xian; Gujral, Madhusudan; Kahveci, Fatma; Kidd, Jeffrey M.; Kong, Yu; Lameijer, Eric-Wubbo; McCarthy, Shane; Flicek, Paul; Gibbs, Richard A.; Marth, Gabor; Mason, Christopher E.; Menelaou, Androniki; Muzny, Donna M.; Nelson, Bradley J.; Noor, Amina; Parrish, Nicholas F.; Pendleton, Matthew; Quitadamo, Andrew; Raeder, Benjamin; Schadt, Eric E.; Romanovitch, Mallory; Schlattl, Andreas; Sebra, Robert; Shabalin, Andrey A.; Untergasser, Andreas; Walker, Jerilyn A.; Wang, Min; Yu, Fuli; Zhang, Chengsheng; Zhang, Jing; Zheng-Bradley, Xiangqun; Zhou, Wanding; Zichner, Thomas; Sebat, Jonathan; Batzer, Mark A.; McCarroll, Steven A.; Mills, Ryan E.; Gerstein, Mark B.; Bashir, Ali; Stegle, Oliver; Devine, Scott E.; Lee, Charles; Eichler, Evan E.; Korbel, Jan O. (30. 9. 2015). "An integrated map of structural variation in 2,504 human genomes". Nature. 526 (7571): 75–81. Bibcode:2015Natur.526...75.. doi:10.1038/nature15394. PMC 4617611. PMID 26432246.
  5. ^ Gripenberg, Ulla (1964). "Size variation and orientation of the human Y chromosome". Chromosoma. 15 (5): 618–29. doi:10.1007/BF00319995. PMID 14333154. S2CID 26549548.
  6. ^ Wyandt, H. E.; Tonk, V. S. (2004). Atlas of Human Chromosome Heteromorphisms. Netherlands: Kluwer Academic. ISBN 978-90-481-6296-3.
  7. ^ Sebat, J. (23. 7. 2004). "Large-Scale Copy Number Polymorphism in the Human Genome". Science. 305 (5683): 525–528. Bibcode:2004Sci...305..525S. doi:10.1126/science.1098918. PMID 15273396. S2CID 20357402.
  8. ^ Kloosterman, Wigard P.; Francioli, Laurent C.; Hormozdiari, Fereydoun; Marschall, Tobias; Hehir-Kwa, Jayne Y.; Abdellaoui, Abdel; Lameijer, Eric-Wubbo; Moed, Matthijs H.; Koval, Vyacheslav; Renkens, Ivo; van Roosmalen, Markus J.; Arp, Pascal; Karssen, Lennart C.; Coe, Bradley P.; Handsaker, Robert E.; Suchiman, Eka D.; Cuppen, Edwin; Thung, Djie Tjwan; McVey, Mitch; Wendl, Michael C.; Uitterlinden, André; van Duijn, Cornelia M.; Swertz, Morris A.; Wijmenga, Cisca; van Ommen, GertJan B.; Slagboom, P. Eline; Boomsma, Dorret I.; Schönhuth, Alexander; Eichler, Evan E.; de Bakker, Paul I.W.; Ye, Kai; Guryev, Victor (juni 2015). "Characteristics of de novo structural changes in the human genome". Genome Research. 25 (6): 792–801. doi:10.1101/gr.185041.114. PMC 4448676. PMID 25883321.
  9. ^ Lakich, Delia; Kazazian, Haig H.; Antonarakis, Stylianos E.; Gitschier, Jane (1993). "Inversions disrupting the factor VIII gene are a common cause of severe haemophilia A". Nature Genetics. 5 (3): 236–41. doi:10.1038/ng1193-236. PMID 8275087. S2CID 25636383.
  10. ^ Bondeson, Maire-Louise; Dahl, Niklas; Malmgren, Helena; Kleijer, Wim J.; Tönnesen, Tönne; Carlberg, Britt-Marie; Pettersson, Ulf (1995). "Inversion of the IDS gene resulting from recombination with IDS-related sequences in a common cause of the Hunter syndrome". Human Molecular Genetics. 4 (4): 615–21. doi:10.1093/hmg/4.4.615. PMID 7633410.
  11. ^ Tuzun, Eray; Sharp, Andrew J; Bailey, Jeffrey A; Kaul, Rajinder; Morrison, V Anne; Pertz, Lisa M; Haugen, Eric; Hayden, Hillary; et al. (2005). "Fine-scale structural variation of the human genome". Nature Genetics. 37 (7): 727–32. doi:10.1038/ng1562. PMID 15895083. S2CID 14162962.
  12. ^ "Human hg38 chr1:11,102,837-11,267,747 UCSC Genome Browser v374".
  13. ^ "Overview of Structural Variation".
  14. ^ a b Feuk, L.; Carson, A.R.; Schere, S.W. (2006). "Structural variation in the human genome". Nature Reviews Genetics. 7 (2): 85–97. doi:10.1038/nrg1767. PMID 16418744. S2CID 17255998.<!]--|access-date=11 May 2016-->

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Strukturna_genomska_varijacija&oldid=3535579"