1 Menneskets genom

More documents

Recommendations

Info

18209 01.fm7 Page 34 Friday, March 3, 2006 12:37 PM 1 Menneskets genom seneste 500 millioner år. Disse to klynger af gener koder for globin-kæder, der udtrykkes på forskellige udviklingstrin fra embryonet til det fødte individ. Til denne familie hører også myoglobin-genet på kromosom 22q. Flere af α- og β-globin-genklyngernes genlignende sekvenser producerer ikke noget RNA- eller protein-produkt, og de er således uden kendt funktion. Sådanne ikke-fungerende gen-lignende sekvenser kaldes pseudogener (se nærmere næste spalte). 2. Superfamilier, hvor generne både ligger i klynger og spredt i genomet. De gener, som ligger i klynger danner ofte multigen-familier med overlappende funktioner, mens de der ligger spredt har mere forskelligartede funktioner. Den største genfamilie i menneskets genom er måske immunglobulin-gensuperfamilien, der består af gener på kromosom 6 (HLA-vævstype-antigen-komplekset), på kromosomerne 7 og 14 (T-celle-receptor-gener) og på kromosomerne 2, 14 og 22 (gener for immunglobulinernes tunge og lette kæder). 3. Familier, hvor generne kun findes spredt i genomet. Mange af de spredte genfamilier mener man er dannet ved revers transkription af RNA og efterfølgende integrering i genomet. Den integrerede sekvens, også kaldet retrosekvens, er deriveret fra mRNAtranskriptet af det oprindelige gen og indeholder derfor ikke introns. De fleste af disse retrosekvenser er degenererede og blevet til pseudogener, men nogle få sekvenser har bevaret deres funktion – en sådan funktionel retrosekvens benævnes retrogen eller processeret gen. Det autosomale gen for enzymet phosphoglyceratkinase (PGK2) beliggende på 6p er et eksempel herpå. Det er interessant, at ekspressionsmønstret for dette gen er forskelligt fra det oprindelige gens (PGK1), som ligger på X-kromosomet. 34 Ikke-kodende DNA Det ikke-kodende DNA udgør omkring 1.052 Mb og kan inddeles i følgende 3 grupper: 1) pseudogener, 2) gen-fragmenter, og 3) introns og UTR’er. Et pseudogen defineres som et genomisk DNA-segment som i sin basesekvens ligner et regulært funktionelt gen, men som ikke har noget (funktionelt) genprodukt. Et pseudogen, der har en høj grad af lighed med et funktionelt gen betegnes ligesom dette, men med ψ foran gen-symbolet (jf. pseudogenerne i globingenklyngerne, Figur 1.25). Denne gruppe af pseudogener anses for at være evolutionære restprodukter, som er blevet inaktiveret af mutationer i deres kodende og/eller regulatoriske sekvenser. En anden gruppe pseudogener er tilsyneladende opstået ved en proces, hvor en ekstra DNA-kopi er dannet fra mRNA ved revers transkription og efterfølgende integrering heraf i genomet (retrotransposon). Sådanne pseudogener mangler introns og kaldes ofte for processerede pseudogener. De er typisk beliggende i en anden kromosom-region end det gen hvis mRNA de er en kopi af. Der er beskrevet i alt ca. 15.000 pseudogener i menneskets genom. Gen-fragmenter er en anden gruppe af genrester der er en følge af evolutionen. Denne gruppe består af trunkerede gener og andre gen-segmenter. De trunkerede gener mangler en større eller mindre del af den ene ende af det fuldstændige gen, mens gen-segmenterne er små isolerede regioner fra det oprindelige gen. Introns er omtalt ovenfor (side 26 og Figur 1.15). UTR står for untranslated region som er betegnelse for nogle andre, ikke-translaterede regioner i proteinkodende gener. Der findes typisk 2 sådanne regioner i hvert proteinkodende gen, hhv. opstrøms (5'-UTR) og nedstrøms (3'-UTR) for den proteinkodende sekvens. UTR-sekvenserne transkriberes, og i
18209 01.fm7 Page 35 Friday, March 3, 2006 12:37 PM Tabel 1.4 De forskellige typer af interspersed repeat DNA i menneskets genom. modsætning til introns udsplejser de ikke fra præ-mRNA’et. Intergenisk DNA Intergenisk DNA er det DNA som ligger mellem generne. Det udgør omkring 5 af hele genomet, og ca. 70% heraf udgøres af repeterede DNA-sekvenser (repetitivt DNA). Det er fortsat uafklaret hvorfor genomet indeholder så megen tilsyneladende nyttesløst DNA (junk DNA). En af hypoteserne går på, at der ikke er et selektiontryk for at fjerne det, hvorfor det tolereres. Man mener, at det repetitive DNA mindsker sandsynligheden for at mutationer rammer vigtige gener og derfor har været en selektiv fordel. Der er også undersøgelser som tyder på at det repetitive DNA kan være medvirkende til dannelsen af nye gener, gen-domæner eller regulatoriske områder. Intergenisk DNA kan inddeles i to overordnede grupper: 1) interspersed repeats, hvis individuelle repeterede enheder er fordelt over hele genomet på en tilsyneladende tilfældig måde og Genomets struktur Type af repeat Undertype Størrelse på repeat-enhed Antal kopier % af genomet SINEs: Short Interspersed Nuclear Elements LINEs: Long Interspersed Nuclear Elements Alu MIR-familier LINE-1 (Kpn) LINE-2 LINE-3 LTR-elementer: Long Terminal Repeats ERV klasse I ERV(K) klasse II ERV(L) klasse III MaLR Andre DNA-transposoner hAT Tc-1 PiggyBack Uklassificeret Fuld længde 0,3 kb Middelstørrelse 0,13 kb Fuld længde 6,1 kb, men Middelstørrelse 0,8 kb Middelstørrelse 0,25 kb - - Middelstørrelse 1,3 kb - Middelstørrelse 0,5 kb Varierende, men middelstørrelse måske 0,25 kb Middelstørrelse måske 0,4 kb 1.558.000 1.090.000 468.000 868.000 516.000 315.000 037.000 443.000 112.000 8.000 83.000 240.000 294.000 195.000 75.000 2.000 60.000 10% 2% 5-13% 2,1% 0,2% - 0,2% - 4% 2,5% 0,8% 2) tandem-repeteret DNA hvis repeterede enheder ligger ved siden af hinanden på række. Interspersed repeats Omkring 44% af menneskets genom udgøres af interspersed repeat DNA. Det er nukleotidsekvenser som er deriveret fra såkaldte transposoner. Man mener at de har en vigtig funktion i genomets evolution. Der findes 4 typer af transposoner: SINEs, LINEs, LTR-elementer og andre DNA-transposoner (Tabel 1.4). Transposoner kaldes sådan fordi de udviser mobilitet idenfor genomet, enten ved at skifte plads af og til (»jumping genes«) eller – hyppigere – ved at blive kopieret ind på en anden lokalitet. Dette sker via et intermediært RNA-produkt, som ved revers transkription danner DNA, der indsættes som en ny kopi, kaldet en retrotransposon, et andet sted i genomet (se også afsnittet Insertion ved transposition side 68). Transposoner er meget udbredte i genomet og hyppige i gen-relaterede sekvenser, herunder untranslated regions (UTRs). De kan have regulerende funktioner i genomet ved bl.a. at ud- 35
Page 1 and 2: 18209 01.fm7 Page 13 Friday, March
Page 21: 18209 01.fm7 Page 33 Friday, March

1 Menneskets genom

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?