1 Menneskets genom

18209 01.fm7 Page 14 Friday, March 3, 2006 12:37 PM
1 Menneskets genom
I 1990 blev det offentlige konsortium International
Human Genome Sequencing Consortium
(IHGSC), bestående af 20 centre i 6 lande, dannet
med det formål at etablere en meget nøjagtig
DNA-sekvens af det humane genom (reelt
det nukleære genom). Der blev nogle få år senere
også etableret et privat konsortium, Celera
Genomics,
med samme formål. Den største del af
genomsekvensen, den såkaldte råskitse (eng.
draft sequence),
blev publiceret samtidig under
stor mediebevågenhed af de to konsortier i februar
2001. Da de to konsortier har anvendt
hvert sit udgangsmateriale til sekventeringen, er
råskitserne ikke identiske. I begge råskitser var
der endvidere store mangler, idet bl.a. ca. 10%
af eukromatinets DNA ikke var sekventeret
(Boks 1.2). I oktober 2004 blev en færdig
DNA-sekvens af det humane genom publiceret,
hvor >99% af eukromatinet er sekventeret
færdig.
De to eksisterende referencesekvenser for det
humane genom indeholder hver sin sekvens af
14
Menneskecelle
Cellekernen
(det nukleære
genom)
Mitokondrie
(mitokondriegenomet)
Figur 1.1 Et menneskes arvemasse består af to distinkte
dele: 1) det nukleære genom som i sin diploide
form indeholder ca. 6 milliarder basepar (6 Gb), der er
fordelt på 23 par lineære DNA-molekyler, ét for hvert
kromosom, hvor det korteste er ca. 47 mio. basepar
langt og det længste er omkring 246 mio. basepar
langt; 2) mitokondrie-genomet, som er et cirkulært
DNA-molekyle på 16,6 kb, og med flere kopier i hvert
mitokondrie.
DNA-molekylerne i de 22 autosomer og de to
kønskromosomer X og Y. En sådan referencesekvens
af de 24 forskellige DNA-molekyler
betegnes »det haploide humane genom« og består
af ca. 3,1 milliarder nukleotidpar.
Den humane referencesekvens indeholder
meget overraskende kun omkring 27.000 protein-kodende
gener (Tabel 1.1), hvor man tidligere
troede, at der var mellem 65.000 og
100.000. De tidligere skøn var så høje, fordi de
bl.a. var baseret på en antagelse om at hvert gen
definerede ét enkelt protein. Vi ved i dag at en
proces som alternativ splejsning af mRNA (se
side 27) udgør en langt mere væsentlig del af
genom-ekspressionen end tidligere antaget, og
at et gen derfor kan kode for dannelse af flere
forskellige proteiner med forskellige funktioner.
Mitokondrie-genomet indeholder 37 gener,
hvoraf 13 koder for proteiner der er involveret
i ATP-produktionen, den oxidative fosforylering.
Resten koder for de RNA-molekyler der
er involveret i den mitokondrielle protein-syntese
(se Figur 1.27).
Figur 1.2 skitserer flowet af den genetiske information
i forbindelse med gen-ekspression:
fra DNA til RNA til protein. Genomet er den
samlede DNA-sekvens, transkriptomet udgøres
af RNA-transkripterne, og proteomet er den
samlede gruppe af proteiner som bliver udtrykt.
Mennesket består af mere end 250 forskellige
celletyper, og alle somatiske, kerneholdige celler
fra samme individ indeholder samme genom,
mens transkriptomet og proteomet er forskelligt
fra celle til celle som følge af variation i
gen-ekspressionen.
I de følgende afsnit vil den genetiske informations
struktur, funktion og dynamik på de
enkelte niveauer blive gennemgået i mere detaljeret
form.