معلومة

7.12: الجينات والأليلات - علم الأحياء

7.12: الجينات والأليلات - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

حتى الآن كنا نفكر في الجينات ككيانات مجردة ونذكر ، بشكل عابر ، ما هي عليه بالفعل. على الرغم من أننا لن نفكر في أي تفاصيل مهمة ، إلا أنه من الجدير بالذكر أن الجينات يمكن أن تكون معقدة: يمكن أن تكون هناك مناطق تنظيمية متعددة تتحكم في تسلسل الترميز نفسه ، وخاصة في حقيقيات النوى ، يمكن لجين واحد إنتاج منتجات جينية متعددة ومتميزة وظيفيًا من خلال عملية ربط الحمض النووي الريبي220. تغيير الكائن الحي والجينات المتجانسة نفسها ، أو بالأحرى ، بشكل أكثر دقة ، يمكن أن يكون لها أدوار مختلفة.

بمجرد أن نفهم أن الجين يتوافق مع تسلسل معين من الحمض النووي ، فإننا نفهم أن الأليلات المختلفة للجين تتوافق مع الجينات ذات التسلسلات المختلفة. يمكن أن يختلف أليلين من نفس الجين عن بعضهما البعض في أقل من موضع نيوكليوتيد واحد أو في العديد من المواضع. غالبًا ما يشار إلى الإصدار الأكثر شيوعًا من الأليل على أنه أليل من النوع البري ، ولكن هذا في الحقيقة لمجرد أنه الأكثر شيوعًا. يمكن أن يكون هناك عدة أليلات "طبيعية" لجين معين داخل أي مجموعة سكانية واحدة. يمكن أن تتداخل الجينات مع بعضها البعض ، لا سيما فيما يتعلق بمناطقها التنظيمية ، وقد يكون تحديد جميع المناطق التنظيمية للجين أمرًا صعبًا ، خاصة وأن المناطق التنظيمية المختلفة يمكن استخدامها في أنواع الخلايا المختلفة الموجودة داخل كائن متعدد الخلايا. يمكن للمناطق التنظيمية للجين أن تمتد على عدة آلاف من قواعد الحمض النووي ، ويمكن أن تكون موجودة في المنبع ، أو في اتجاه مجرى النهر ، أو داخل منطقة ترميز الجين. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الحمض النووي مزدوج الشريطة ، يمكن وضع جين واحد على خيط واحد والآخر ، يمكن وضع جين مختلف تمامًا على الخيط المضاد الموازي. سنعود إلى الآليات الأساسية لتنظيم الجينات لاحقًا ، ولكن كما لاحظت على الأرجح ، فإن تنظيم الجينات معقد وعادة ما يكون موضوع مساره الخاص.

الأليلات: يمكن للأليلات المختلفة لنفس الجين أن تنتج منتجات جينية متشابهة تمامًا أو يمكن أن تكون منتجاتها مختلفة. عادة ما يتم التوصيف الوظيفي للأليل فيما يتعلق بكيفية تأثير وجوده على سمة (سمات) معينة. مرة أخرى ، تذكر أن معظم السمات تتأثر بجينات متعددة ، ويمكن أن يؤثر جين واحد على العديد من السمات والعمليات. يمكن أن ينتج الأليل منتجًا جينيًا له وظيفة طبيعية تمامًا أو لا يوجد نشاط وظيفي متبقي على الإطلاق ، يشار إليه على أنه أليل فارغ أو غير متبلور. يمكن أن يكون لها وظيفة أقل من أليل "النوع البري" (ناقص الشكل) ، أو وظيفة أكثر من النوع البري (مفرط الشكل) ، أو وظيفة جديدة (نيومورفيك). بالنظر إلى أن العديد من منتجات الجينات تعمل كجزء من مجمعات متعددة الوحدات التي هي نتاج جينات متعددة وأن العديد من الكائنات الحية (مثلنا) ثنائية الصبغة ، فهناك احتمال آخر ، وهو أن منتج أحد الأليل يمكن أن يعادي نشاط الآخر - وهذا هو المعروف باسم أليل مضاد الشكل. تم تحديد هذه الأنواع المختلفة من الأليلات وراثيًا من قبل هربرت مولر ، الذي فاز بجائزة نوبل لإظهاره أن الأشعة السينية يمكن أن تحدث طفرات ، أي أليلات جديدة.


أليل

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

أليل، وتسمى أيضا أليلومورف، أي واحد من اثنين أو أكثر من الجينات التي قد تحدث بالتناوب في موقع معين (موضع) على الكروموسوم. قد تحدث الأليلات في أزواج ، أو قد يكون هناك العديد من الأليلات التي تؤثر على التعبير (النمط الظاهري) لسمة معينة. تشكل مجموعة الأليلات التي يحملها الكائن الحي تركيبته الجينية. إذا كانت الأليلات المزدوجة هي نفسها ، فيُقال إن التركيب الجيني للكائن الحي متماثل الزيجوت بالنسبة لتلك السمة إذا كانت مختلفة ، فإن التركيب الوراثي للكائن الحي يكون متغاير الزيجوت. سوف يتجاوز الأليل السائد سمات الأليل المتنحي في الاقتران غير المتجانسة. ومع ذلك ، في بعض الصفات ، قد تكون الأليلات سائدة - أي ، لا تعمل كمهيمنة أو متنحية. مثال على ذلك هو نظام فصيلة الدم البشري ABO لدى الأشخاص الذين لديهم فصيلة دم AB أليل واحد لـ A والآخر لـ B. (الأشخاص الذين ليس لديهم أي من النوع O.)

يتم تحديد معظم السمات بأكثر من أليلين. قد توجد أشكال متعددة من الأليل ، على الرغم من أن شكلين فقط سيرتبطون بموقع الجين المحدد أثناء الانقسام الاختزالي. أيضًا ، يتم التحكم في بعض السمات من خلال موقعين أو أكثر من مواقع الجينات. كلا الاحتمالين يضاعفان عدد الأليلات المعنية. جميع الصفات الوراثية هي نتيجة تفاعلات الأليلات. يؤدي الطفرة والعبور والظروف البيئية بشكل انتقائي إلى تغيير تواتر الأنماط الظاهرية (وبالتالي أليلاتها) داخل مجموعة سكانية. على سبيل المثال ، الأليلات التي يحملها أفراد يتمتعون بلياقة عالية (بمعنى أنهم يتكاثرون بنجاح ويمررون جيناتهم إلى نسلهم) يكون لديهم احتمال أكبر للبقاء في مجموعة من الأليلات التي يحملها أفراد أقل لياقة ، والتي يتم فقدها تدريجيًا من السكان. متأخر، بعد فوات الوقت.

محررو Encyclopaedia Britannica تمت مراجعة هذه المقالة وتحديثها مؤخرًا بواسطة كارا روجرز ، كبيرة المحررين.


وظيفة

تتحكم الجينات في سمات الكائن الحي. يفعلون ذلك من خلال العمل كتعليمات لصنع البروتينات. البروتينات هي الجزيئات المتنوعة التي تلعب العديد من الأدوار الحاسمة في أجسامنا ، مثل إنتاج الهرمونات وتكوين الأجسام المضادة.

لدى البشر نسختان (أو أليلات) من كل جين ، واحدة موروثة من كل والد. تلعب الأليلات دورًا مهمًا في تشكيل السمات الفردية لكل إنسان. الأليلات هي نسخ من نفس الجين مع اختلافات طفيفة في تسلسل قواعد الحمض النووي الخاصة بهم. تساهم هذه الاختلافات الصغيرة بين أليلات نفس الجين في الخصائص الفريدة لكل شخص.


نتائج ومناقشة

إنشاء مكتبة متحولة Medaka والفرز

تم إنشاء مكتبة medaka المتحولة وفحصها كما هو موضح تخطيطيًا في الشكل 1. تم تحوير الأسماك المؤسس بشكل متكرر باستخدام ENU ، وتم تهجينها مع الإناث من النوع البري ، وتم استخدام السلالة لإنشاء مورد دائم محفوظ بالتبريد لـ 5771 من الذكور F1 (الجدول 1). للحصول على إشارة حول تكرار الطفرة المستحثة ، أجرينا اختبار تحديد موضع باستخدام متحولة ألبينو [4]. يتماشى ظهور جنين أبيض العينين بمعدل 1 من 272 (الجدول 1) مع الترددات التي لوحظت سابقًا [4] ، مما يشير إلى أن الطفرات كانت فعالة للغاية.

مخطط تخطيطي لتوليد مكتبة medaka المتحولة والفرز. تم تهجين ذكور أسماك G0 مع إناث من النوع البري (WT). تم استخدام ذرية الذكور F1 لحفظ الحيوانات المنوية وعزل الحمض النووي الموازي. تم فحص المكتبة بحثًا عن الطفرات المستحثة في الجينات المستهدفة ذات الأهمية عن طريق إعادة تسلسل dideoxy. تم استرداد المسوخات المثيرة للاهتمام من الأرشيف المحفوظ بالتبريد بواسطة في المختبر الإخصاب والهجوم إلى الزيجوت المتماثل لتحليل النمط الظاهري.

تم فحص المكتبة المتحولة بحثًا عن الجينات المشاركة في بيولوجيا الورم (ص 53، و Blm، ترميز بلوم هيليكاز) ، التنكس العصبي (باركين، ترميز ubiquitin ligase) ، الشيخوخة (Sirt1، ترميز ديسيتيلاز) ، واستقلاب ميرنا (دي سي ار -1، ترميز المقامر). على الرغم من أنه قد تم إنشاء مجموعة متنوعة من تقنيات اكتشاف الطفرات للاسترداد المستهدف للطفرات المستحثة [11-14] ، فقد اخترنا استخدام إعادة ترتيب ديديوكسي للتسلسلات المستهدفة المتضخمة بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) لاكتشاف الطفرات الروتينية [15] ، نظرًا لأن هذه التقنية قوية ويمكن أن تكون كذلك مؤتمتة بشكل جيد على المستويين التجريبي وتفسير البيانات [16]. والأهم من ذلك ، أنه يوفر بيانات مفيدة للغاية حول الموقع الدقيق وطبيعة الطفرة.

قمنا بفحص المكتبة الكاملة لـ 10 أمبليكونات مختلفة تغطي 20 إكسونات في 5 جينات مختلفة (الجدول 2). في المجموع ، تم فحص حوالي 22 ميجا بايت في الثانية وتم تحديد 64 طفرة مستقلة (الجدول 3). تم العثور على متوسط ​​تواتر الطفرات المستحثة في ENU للمكتبة ليكون طفرة واحدة لكل 345000 نقطة أساس ، على غرار ما تم العثور عليه للشاشات الجينية العكسية في أسماك الزرد [12]. استرجعنا طفرات فقدان الوظيفة المحتملة للغاية لأربعة من أصل خمسة جينات تم فحصها من خلال تحديد أربعة طفرات غير منطقية واثنين من طفرات موقع لصق. على الرغم من أنه يجب إثبات الخسارة الكاملة للوظيفة لكل متحولة على حدة ، فإننا نشير إلى هذه المسوخات بالضربة القاضية في هذه الورقة. علاوة على ذلك ، تم العثور على 38 طفرة مغلوطة في الجينات المختلفة (الجدولان 2 و 3) ، والتي من المحتمل أن يؤدي بعضها إلى فقدان جزئي أو كامل للوظيفة أو النمط الظاهري لاكتساب الوظيفة.

تم استرداد جميع المسوخات في موقع اللصق والهراء من أرشيف الحيوانات المنوية المجمدة بواسطة في المختبر الإخصاب (الجدول 4). تم الحصول على معدل إخصاب مرتفع جدًا يزيد عن 90٪ وفقًا للمعايير في المختبر عمليات الإخصاب ، مع فشل 7٪ إلى 33٪ فقط من البويضات المخصبة في النمو والفقس. كشف التنميط الجيني لنسيج زعنفة الذيل من جزء من نسل F2 أن نسبة الأسماك البرية إلى الزيجوت المتغايرة الطافرة كانت تقريبًا واحد إلى واحد ، كما هو متوقع (البيانات غير معروضة).

ص 53 E241X توصيف متحور

حددنا سبع طفرات مستحثة في الميداكا ص 53 الجين [17] ، بما في ذلك ثلاث طفرات مغلوطة ، وموقع لصق واحد ، وطفرتين لا معنى لهما (الشكل 2). ال ص 53 E241X الأليل هو استبدال من G إلى T ينتج عنه تغيير Glu241 إلى كودون توقف ، في حين أن ص 53 Y186X الأليل هو استبدال من T إلى A يغير Tyr186 إلى كودون إيقاف. تم افتراض أن كلاهما ينتج عنه بروتين مبتور ينتهي قبل الأوان في وسط مجال ربط الحمض النووي. تحتفظ هذه البروتينات بمجال معاملات amino-terminal ولكنها تفتقر إلى إشارة التوطين النووي ومجال tetramerization المطلوب للنشاط الكامل. علاوة على ذلك ، لا توجد متغيرات تضفير بديلة تتضمن exons المحتوية على طفرات معروفة في أي نوع ، مما يشير إلى أن هذه الطفرات غير المنطقية من المرجح أن تؤدي إلى نمط ظاهري فارغ. جميع طفرات الخطأ الثلاثة موجودة في بقايا محفوظة للغاية داخل منطقة ربط الحمض النووي ، ولكن ستكون هناك حاجة إلى توصيف أكثر تفصيلاً لاستنتاج أي شيء عن تأثيرها على وظيفة البروتين.

الطفرات المستهدفة المحددة من Oryzias latipes ص 53 الجين. التنظيم الجينومي والبنية البروتينية للميداكا ص 53 الجين. يشار إلى المنطقة التي تم تحليلها بواسطة PCR وإعادة تسلسل dideoxy بواسطة أسهم ثنائية الاتجاه. تظهر طفرات ENU بواسطة الأسهم الصلبة. الأساسية ، المنطقة التنظيمية الأساسية DBD ، مجال ربط الحمض النووي NLS ، إشارة التعريب النووي Pro-rich ، المجال الغني بالبرولين TAD ، مجال المعاملات TET ، مجال tetramerization.

يعد تحريض الجين المستهدف الضعيف عند تلف الحمض النووي أحد الأنماط الظاهرية المتوقعة في a ص 53 حيوان بالضربة القاضية [18]. ص 53 E241X / E241X تم تشعيع الأجنة γ وتحريض ص 21, ام دي ام 2 و باكس تم فحص الجينات بواسطة RT-PCR. كما هو متوقع ، لم يلاحظ أي زيادة في هذه الجينات المستهدفة ص 53 E241X / E241X متماثلة اللواقح ، بينما أظهرت أسماك التحكم بوضوح تنظيم ص 21 و ام دي ام 2 مستوى النسخ استجابة للإشعاع المؤين (IR) ، (الشكل 3 أ). ومن المثير للاهتمام أن المستوى الأساسي لـ ص 53 تم تخفيض النص في ص 53 E241X / E241X سمكة. قد يكون هذا بسبب الاضمحلال غير المنطقي للـ RNA الطافر ، وهي ظاهرة يتم ملاحظتها بشكل متكرر في المسوخات الهراء التي يسببها ENU (E Cuppen ، ملاحظات غير منشورة) ، على الرغم من أنه لا يمكن استبعاد آلية التنظيم الذاتي. تم الحصول على نفس النتائج للأليل اللامعنى الثاني (ص 53 Y186X / Y186X البيانات غير ظاهرة). بعد ذلك ، حققنا فيما إذا كان موت الخلايا المبرمج الناجم عن الأشعة تحت الحمراء قد تأثر في ص 53 E241X / E241X المسوخ. تم اشتقاق مزارع الخلايا الأولية من النوع البري و ص 53 E241X / E241X الأسماك ، المشعة γ ، والتي تمت ملاحظتها بواسطة الفحص المجهري بالفيديو بفاصل زمني من أجل موت الخلايا المبرمج. بينما 13.2٪ (15 من 142 خلية عدت) من ص 53 + / + خضعت الخلايا لموت الخلايا المبرمج ، ولم تخضع أي من الخلايا ص 53 E241X / E241X أظهرت الخلايا (0 من أصل 121 خلية) تجزئة النواة (الشكل 3 ب). تتوافق هذه النتائج مع النمط الظاهري لفقدان الوظيفة بشكل كامل لـ p53 في طفرات الميداكا هذه.

يسببها الإشعاع ص 53 تحريض الجين المستهدف وموت الخلايا المبرمج. (أ) ضعف المعاملات التي يسببها الأشعة تحت الحمراء للجينات المستهدفة. باستخدام RT-PCR شبه الكمي ، تحريض ام دي ام 2 و ص 21 عند تشعيع بيتا يمكن ملاحظته بسهولة في الأجنة البرية وغير المتجانسة ، ولكنها غائبة في الحيوانات متماثلة اللواقح ص 53 أليل متحولة. (ب) قمع موت الخلايا المبرمج في الخلايا الأولية المستزرعة. الخلايا الأولية المشتقة من ص 53 E241X / E241X و ص 53 + / + تم تشعيع الأجنة بـ 10 Gy من الإشعاع المؤين وتم ملاحظتها بواسطة الفحص المجهري الزمني. يشار إلى الخلايا المبرمجة من أجنة متماثلة اللواقح ذات نوى مجزأة بأسهم.

لرصد تكوين الأورام العفوية ، ص 53 قصا (ص 53 E241X / E241X , ن = 21) ، متغاير الزيجوت (ص 53 +/E241X , ن = 26) ، والنوع البري (ص 53 +/+ , ن = 10) تم رفع الزملاء إلى سن الرشد لمراقبة تكوين الأورام العفوية. واحد فقط ص 53 + / + ماتت الأسماك في غضون 10 أشهر بعد الولادة مع عدم وجود علامات واضحة على الإصابة بالسرطان (الشكل 4). طورت الأسماك المتغايرة الزيجوت بعض الأورام أثناء المراقبة (اثنان من الأسماك الخمسة التي ماتت خلال الأشهر العشرة الأولى كانت مصابة بأورام واضحة) ، لكن معدل النفوق كان منخفضًا نسبيًا. في المقابل ، لوحظ استعداد كبير للورم في متجانسات الزيجوت ، مع ملاحظة أول حدوث لتكوين الأورام بالفعل في 2.5 شهر من العمر. زاد تواتر تكوين الورم بعد 5 أشهر من العمر ، مما أدى إلى متوسط ​​عمر 228 يومًا. ماتت جميع الأسماك متماثلة اللواقح في غضون 10 أشهر وكان 11 من أصل 21 حيوانًا مصابًا بأورام واضحة. من المرجح أن يكون معدل الورم الحقيقي أعلى ، حيث لا يمكن للأسف فحص جزء كبير من الأسماك الميتة بشكل صحيح ، بسبب التحلل السريع. وتجدر الإشارة إلى أن ما لا يقل عن 2 من أصل 21 ص 53 E241X / E241X ماتت الأسماك دون أي علامات عيانية للأورام. ال ص 53 Y186X / Y186X طورت الأسماك أورامًا أيضًا ولكن بمعدل أقل مقارنةً بـ ص 53 E241X / E241X متحولة. كما زاد متوسط ​​العمر بشكل طفيف (311 يومًا) ، لكنه ظل أقصر بكثير من متوسط ​​العمر للأسماك البرية (الشكل 4). الفرق في تكوين الأورام بين الأليلين الهراء المختلفين غير واضح في هذه اللحظة. لا يمكننا استبعاد احتمال أن تؤثر طفرات ENU المنفصلة المشتركة على الاستعداد لتطوير الأورام في ص 53 E241X معرفتي. تحليل غير المتجانسة ص 53 E241X / Y186X يجب أن تحل الأسماك و / أو تحليل المزيد من الخطوط المتقاطعة هذه المشكلة.

منحنى البقاء ص 53 ميداكا متحولة. قابلية البقاء من النوع البري (الخطوط المنقطة) ، متغايرة الزيجوت (الخطوط المتقطعة) ، ومتجانسة الزيجوت (الخطوط الصلبة) الزيجوت ص 53 E241X (أسود و ص 53 Y186X / Y186X تم رصد الأسماك (الرمادية) لمدة 10 أشهر.

التوصيف المجسم والنسيجي للحوامل الورمية ص 53 E241X كشفت الأسماك الطافرة عن مجموعة واسعة من أنواع الأورام في الكلى والعين والدماغ والأمعاء والخياشيم والغدة الصعترية والخصية (الشكلان 5 و 6). في إحدى الحالات ، حيث تكون الكلى هي الأصل الأساسي ، تنتشر الخلايا الليمفاوية في جميع أنحاء الفضاء الخلالي ، مما يؤدي إلى تدمير البنية الطبيعية للأنابيب الكلوية والكبيبات (الشكل 5). وهذا يتفق مع الملاحظة التي مفادها أن الكلية البعيدة هي عبارة عن كلية نمو متوسطة ، وهي موقع تكون الدم في الأسماك البالغة ويعتقد أنها تعمل بشكل مشابه لنخاع العظام في الثدييات [20]. بالنظر إلى الحدوث الطبيعي المنخفض جدًا للأورام في صغار الميداكا (& lt0.01٪) وميل الميداكا إلى أورام الكبد [21] ، والتنوع في أنواع الأورام وارتفاع معدل الإصابة بالأورام التي لوحظت في ص 53- تشير الأسماك الناقصة إلى أن ص 53 الميداكا بالضربة القاضية معرضة بدرجة كبيرة لتكوين الأورام العفوية مقارنةً بها ص 53- رفقاء القمامة ذوي الكفاءة ، على الرغم من أن عدد الأسماك التي تم فحصها في هذه الدراسة كان صغيرًا نسبيًا.

ورم الكلى النموذجي كما هو موجود في ص 53 E241X / E241X أسماك متماثلة اللواقح. (أ) صورة مجسمة لورم الكلى تم تحديده في متماثل الزيجوت عمره 2.5 شهر ص 53 E241X / E241X سمكة. (ب-د) تلطيخ الهيماتوكسيلين إيوزين الطبيعي (ب) والأورام (ج) كلية الميداكا. لاحظ أن النسيج الخلالي مخترق بالعديد من الخلايا المكونة للدم التي تدمر البنية الطبيعية للأنابيب الكلوية. يُظهر التكبير الأعلى مزيجًا من الخلايا الليمفاوية الصغيرة مع القليل من السيتوبلازم والخلايا الشبيهة بالبلازما مع السيتوبلازم الأساسي الكبير (د).

الأورام المختلفة التي تطورت بشكل عفوي في ص 53 بالضربة القاضية ميداكا. (أ ، ب) الورم الذي نشأ في الخيشوم الأيسر من ص 53 E241X/ + الأسماك المصابة بالارتشاح اللمفاوي ، بما يتفق مع تشخيص سرطان الغدد الليمفاوية. (ج ، د) تم العثور على سرطان غدي في الخياشيم الأيمن من أ ص 53 E241X / E241X أسماك متماثلة اللواقح. (هـ ، و) الورم الأرومي الشبكي في العين اليمنى من أ ص 53 E241X / E241X أسماك متماثلة اللواقح. لاحظ الهياكل الشبيهة بالوردة في جميع أنحاء الورم. (ز ، ح) ورم الخلايا الجرثومية الموجود في الجزء العلوي الأمامي من التجويف البريتوني من أ ص 53 E241X / E241X أسماك متماثلة اللواقح. جميع الأسماك المعروضة هنا ماتت أو تم التضحية بها في حوالي 8 أشهر من العمر. رؤوس الأسهم تشير إلى الأورام. تلطيخ الهيماتوكسيلين إيوزين ، التكبير الأصلي: (ب ، د) 100 × (و ، ح) 10 ×.

في ص 53- عوز الزرد ، أورام غمد الأعصاب الطرفية وُجد أنها سائدة [22]. قد يكون الاختلاف في طيف الورم ناتجًا عن نوع الطفرة التي تم إدخالها في الجينوم ، أي طفرة مغلوطة في بقايا محفوظة في سمك الزرد مقابل طفرة لا معنى لها في الميداكا ، أو بسبب وجود جينات ثانوية خاصة بالكائن تشارك بشكل مختلف في حساسية الورم. يعد تطور الورم المحدد للأنسجة في الأنواع المختلفة ذا أهمية كبيرة حيث توجد هذه الظاهرة أيضًا في الثدييات: في مرضى متلازمة Li-Fraumeni ، التي تسببها الطفرات في الإنسان ص 53 الجين وسرطان الثدي والساركوما هي الأكثر شيوعًا ، بينما ص 53 الفئران بالضربة القاضية تطور أورام الغدد الليمفاوية الخلايا التائية [23 ، 24]. تعزز هذه الاختلافات الحاجة إلى دراسات موازية في كائنات نموذجية متعددة.

حددنا طفرة هراء تؤدي إلى اقتطاع بروتين باركين في Tyr314 ، مما يلغي المجال البيني RING (IBR) ومجال RING الثاني (RING2) ، وهما أمران مهمان لنشاط ubiquitin ligase [25]. ومن المثير للاهتمام ، أنه تم العثور على طفرة مماثلة ، والتي تؤدي إلى اقتطاع بروتين باركن في Glu311 ، في مريض باركنسون الأحداث البشرية [26]. بالنسبة إلى Blm الجين ، تم إدخال كودون الإيقاف المبكر في الموضع Glu497 ، والذي يزيل مجال الهليكاز الحرج بأكمله. مرة أخرى ، تم الإبلاغ عن 515 بروتين مشابه طويل الأحماض الأمينية في حالة مرض بشري ناتجة عن إدخال 1 بي بي قبل مجال هيليكاز [27]. وتجدر الإشارة إلى أن الضربة القاضية الكاملة لـ Blm يؤدي الجين إلى الموت الجنيني في الفئران [28] ، بينما Blm أسماك الميداكا المتحولة قابلة للحياة ، تشبه الإنسان. نتوقع أن تكون طفرات الميداكا لجينات باركنسون ومتلازمة بلوم بمثابة نماذج مرضية قيّمة ، ونقوم حاليًا بتمييز أنماطها الظاهرية بالتفصيل.


مناقشة

كان الهدف من هذا المشروع هو التعرف على الجينات الهدبية / الاعتلال الهدبي الجديد باستخدام نهج الجينوم المقارن الذي يستغل بيانات التسلسل والتسلسل الناشئة لأنواع الحيوانات ذات الصلة. هنا ، حددنا قائمة واسعة (إجمالي 93) من الجينات المنظمة لـ X-box المرشحة ، والتي يُعرف ثلثها تقريبًا بالجينات المنظمة / الهدبية X-box. قد يتسبب العديد من هذه الجينات الهدبية المرشحة ، أو حتى الغالبية منها ، في حدوث عيب في ملء الصبغة. نظرًا لأن الغالبية (83 من أصل 93) من الجينات المرشحة التي ينظمها X-box في C. ايليجانس لديهم أطباء تقويم بشرية يسهل التعرف عليهم (ملف بيانات إضافي 2) ، سيكون من المفيد فحص المرضى الذين يعانون من اعتلالات الهدبية المعروفة ، مثل BBS ، بحثًا عن الطفرات التي تؤثر على بعض هذه الجينات. بالإضافة إلى ذلك ، بناءً على العلاقة بين النمط الظاهري لـ Dyf ووظيفة الجين الهدبي ، فإن تنظيم هذه الجينات بواسطة عامل النسخ DAF-19 المرتبط بـ X-box ، والحفاظ على هذه الأشكال عبر الأخت التهاب الكينورهاب الجينوم ، لقد نجحنا في الاستنساخ ديف -5 وحدد واحدًا آخر على الأقل ديف الجين ، وهي ZK520.3 لـ ديف -2التي تم تمييزها في أماكن أخرى [24]. استنساخ هؤلاء ديف أظهرت الجينات فعالية نهج تحليل الجينوم المقارن وعلم الوراثة المقدم هنا. المستنسخة حديثا ديف -5 قد يكون الجين أ C. ايليجانس طبيب تقويم لإنسان مجهول الهوية حتى الآن BBS أو الجينات الأخرى المرتبطة بالاعتلال الهدبي منذ جميع الدراسات C. ايليجانس أخصائيو تقويم الإنسان المعروف BBS ينتج عن الجينات النمط الظاهري Dyf عندما تتعطل [18 ، 20 ، 40].

نظرًا لأن الأشكال التنظيمية للنسخ تكون عمومًا قصيرة (أقل من 20 نقطة أساس) وتتدهور ، فمن المتوقع العثور على عدة آلاف من مواقع الربط المحتملة لأي عامل نسخ معين عن طريق الصدفة [41] وهذا يمثل تحديًا كبيرًا في تحديد حسن النية مواقع الربط ، خاصة في جينومات حقيقيات النوى الكبيرة. يتغلب نهجنا على مثل هذا التحدي باستخدام علم الجينوم المقارن والتوافر الأخير لأخت متعددة التهاب الكينورهاب الجينوم. في سياق تحديد مواقع ربط عامل النسخ والجينات المستهدفة ، يمكن القول إن مثل هذا النهج مفيد مقارنة بالنهج التي تعتمد على التعبير المشترك ، والتي يمكن أن تكون مصادفة أو حتى ثانوية لمسار تنظيمي نسخي مشترك وبالتالي يؤدي إلى ارتفاع معدل ايجابيات مزيفة. في الواقع ، لا تحتوي العديد من الجينات الخاضعة للتنظيم البالغ عددها 466 daf-19 والتي تم تحديدها في هذه الدراسة بواسطة التنميط التعبير عن المصفوفات الدقيقة على شكل X-box في معززاتها ولا يتم تنظيمها بالضرورة بشكل مباشر بواسطة DAF-19. علاوة على ذلك ، يعتبر علم الجينوم المقارن مفيدًا لأنه لا يواجه مشاكل ضجيج البيانات وأخذ العينات المتحيزة المرتبطة بمشروعات الجينوميات الوظيفية. من ناحية أخرى ، تكشف الإستراتيجية المبنية على علم الجينوم المقارن عن الزخارف المحفوظة للغاية فقط بينما يُنظر إلى الآخرين على أنهم إيجابيات كاذبة ويتم تجاهلهم وفقًا لذلك. يتمثل أحد التحذيرات في إجراء الترشيح المحافظ إلى حد ما في أنه يتم تجاهل أشكال الربط الخاصة بالأنواع أو الأشكال الأكثر تباعدًا عن طريق الخطأ ، مما يؤدي إلى معدل سلبي كاذب غير مهمل. لذلك ، قد تمثل الجينات المنظمة لـ X-box المرشحة والمحددة في هذا المشروع جزءًا فقط من مجموعة كاملة من حسن النية الجينات المنظمة لـ X-box في C. ايليجانس. في الواقع ، لا يزال هناك سبعة ديف الجينات (ديف -4, ديف -7, ديف -8, ديف -9, ديف -10, ديف -11 و dyf-12) في C. ايليجانس التي لم يتم تحديدها بعد. ومع ذلك ، يجب أن ندرك أنه ليس كل من غير مقيد ديف تعتمد الجينات على DAF-19 و X-box (على سبيل المثال ، الجينات مثل داف -6 [42] التي يتم التعبير عنها في خلية الغلاف أو خلية التجويف عند حدوث طفرة يمكن أن تؤدي أيضًا إلى النمط الظاهري لـ Dyf). لاستنساخ هذه حسن النية X- بوكس ديف الجينات وتحديد الجينات الخاضعة للتنظيم X-box الإضافية ، والتي قد يكون بعضها غير مقيد osm أو تشي الجينات ، سنحتاج إلى فهم أكثر تفصيلاً لخصائص أشكال X-box ، بما في ذلك التباين والموضع المفضل في المروج والتفاعل مع أشكال الربط الأخرى. ستتم معالجة بعض هذه الأسئلة جزئيًا على الأقل بعد أن نتحقق من صحة المزيد من الجينات التي تحتوي على X-box المرشحة في C. ايليجانس. وجدت هذه الدراسة والدراسات السابقة [6 ، 10 ، 16 ، 17] أن غالبية صناديق X المعروفة تقع ضمن 250 نقطة أساس في المنبع من موقع بدء الترجمة (ATG). ومع ذلك ، فإن العديد من صناديق X الأصلية موجودة بعيدًا عن هذه المنطقة المثالية ، مما يشير أيضًا إلى أنه لا يزال يتعين تحديد العوامل أو الخصائص الأخرى للصناديق X التي تعتبر حاسمة لوظائفها.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك تحسن في معالجة الجينات وظهور المزيد من الجينومات المتسلسلة ذات الصلة ، بما في ذلك Caenorhabditis japonica و CB5161 ، ستعمل بلا شك على تقليل الضربات السلبية الخاطئة وكشف المزيد من الأهداف. أخيرًا ، ستساعد مناهج الجينوميات الوظيفية ، بما في ذلك تقنيات ChIP-Chip [43] أو SACO [44] أو ChIP-PET [45 ، 46] ، على تحديد المزيد من الجينات المرشحة الجديدة ، ولا سيما الجينات الخاصة بالأنواع.


أمثلة على أليل

لون الزهرة في البازلاء

تنتج التفاعلات بين هذه الأليلات تنوعًا مهمًا في الأزهار. بينما يمكن إخفاء الأليل المتنحي بواسطة الأليل السائد ، فإن هذا لا يعني أن الأليل السائد أفضل للنبات. قد يكون صحيحًا أن الزهور البيضاء تجذب المزيد من الملقحات ، وبالتالي فهي أكثر نجاحًا في التكاثر. إذا كان هذا صحيحًا ، فإن تكرار الأليل للأليل غير العامل سيزيد في السكان ، على الرغم من أنه لا يعمل. في بعض الأحيان ، تكون الوظيفة الأكثر قابلية للتكيف للإنزيم هي عدم تشغيل الإنزيم على الإطلاق.

جينات متعددة في البازلاء

كان من أكثر الأشياء التي اهتم بها مندل التنوع الهائل الذي يمكن أن يحصل عليه من خلال عبور نباتين متطابقين على ما يبدو. يوجد أدناه جدول بالسمات المختلفة التي لاحظها مندل. لاحظ أنه في حين أن كل واحدة من هذه السمات لها شكلين فقط ، يمكن مطابقة الأليلات المختلفة في مجموعة متنوعة هائلة من الأنماط والأشكال. ما بدأ مندل في وصفه هو قوانين الفصل والتشكيلة المستقلة.

تتعامل قوانين الفصل والتشكيلة المستقلة مع الطريقة التي تقسم بها الخلايا حمضها النووي لتحضير الخلايا الفردية كحيوانات منوية وبويضة. على الرغم من أن كلا الأليلين الخاصين بسمة معينة يبدأان في نفس الخلية ثنائية الصبغيات ، إلا أنه سيتم فصلهما إلى بيض أو حيوانات منوية منفصلة بنهاية الانقسام الاختزالي. هذا ، قانون الفصل العنصري ، يعني أنه في حين يمكن إخفاء الأليل المتنحي في التعبير عن كائن حي ، فإنه يتمتع بنفس فرصة انتقاله إلى النسل مثل الأليل السائد. من المهم أيضًا قانون الصنف المستقل ، الذي ينص على أن الأليلات من نفس الجين سيتم فرزها بشكل مستقل عن الأليلات من الجينات الأخرى. هذا مهم لأنه يؤدي إلى التعقيد الهائل للحياة. من نفس والدي نبات البازلاء ، وبفضل هذه القوانين ، يمكنك الحصول على ذرية مع أي مجموعة من الصفات المدرجة في الجدول أعلاه ، حتى لو كان الوالدان متشابهين.


وراثة جينين

صليب ثنائي الهجين: عندما يتم دراسة زوجين من الأحرف في التقاطع ، يُطلق عليه اسم تقاطع ثنائي الهجين.

اختار مندل اللون الأصفر (YY) واللون الأخضر (yy) كلون للبذور. كما اختار البذور المستديرة (RR) والبذور المجعدة (rr) لقوام البذور. في هذه الحالة ، يسود اللون الأصفر على اللون الأخضر ، بينما يسود النسيج الدائري على النسيج المتجعد.

جيل F1: عندما تم تهجين الأمشاج RY و ry ، أنتجت جميع النباتات في جيل F1 بذور صفراء ومتجعدة (RrYy). كان النمط الجيني متغاير الزيجوت في هذه النباتات. أظهر اللون الأصفر والملمس المستدير هيمنة.

عندما تم السماح للنباتات من الجيل F1 بالتلقيح الذاتي ، يمكن إظهار النتيجة باتباع ساحة بونيت.

الألعابRRصرايراي
RYRRYYRrYyRRYyRrYy
صRrYYrrYYRrYyrrYy
رايRRYyRrYyRRyyراي
رايRrYyrrYyرايراي

أنتجت نباتات جيل F2 3 أنواع من البذور ، أي أصفر دائري ، أصفر متجعد ، أخضر مستدير وأخضر متجعد بنسبة 9: 3: 3: 1. بناءً على هذه الملاحظة ، اقترح مندل قانون التشكيلة المستقلة.

قانون التشكيلة المستقلة: عندما يتم الجمع بين زوجين من السمات في هجين ، فإن الفصل بين زوج واحد من الأحرف يكون مستقلاً عن الزوج الآخر من الأحرف.

نظرية الكروموسومات في الوراثة: تحدث الكروموسومات وكذلك الجينات في أزواج. يوجد أليلين من زوج الجينات في مواقع متجانسة على كروموسومات متجانسة. جادل ساتون وبوفيري بأن الاقتران والفصل بين زوج من الكروموسومات سيؤدي إلى الفصل بين زوج من العوامل التي يحملها. وحد ساتون معرفة الفصل الكروموسومي ومبادئ مندليان وأطلق عليه اسم نظرية الكروموسومات في الوراثة.

الارتباط: يسمى الارتباط الفيزيائي للجينات على الكروموسوم بالارتباط.

إعادة التركيب: يسمى الجمع بين الجينات غير الأبوية إعادة التركيب.

نفذ مورغان عدة تهجينات ثنائية الهجين في ذبابة الفاكهة لدراسة الجينات المرتبطة بالجنس. قام مورغان بتهجين الإناث ذوات الجسم الأصفر وذات العيون البيضاء إلى ذكور بنية الجسم وذات عيون حمراء. تقاطع ذرية F1. لاحظ أن الجينين لا يفصلان بشكل مستقل عن بعضهما البعض ، وأن نسبة F2 انحرفت بشكل كبير جدًا عن نسبة 9: 3: 3: 1. كان مورغان مدركًا أن الجينات كانت موجودة في كروموسوم إكس. استطاع أن يرى أنه عندما تم وضع الجينين في تهجين ثنائي الهجين على نفس الكروموسوم ، كانت نسبة تركيبات الجينات الأبوية أعلى بكثير من مجموعات الجينات غير الأبوية. ويعزى ذلك إلى الارتباط المادي أو الارتباط بين الجينين. وجد مورغان أيضًا أنه حتى عندما تم تجميع الجينات على نفس الكروموسوم ، فإن بعض الجينات كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ، بينما كان البعض الآخر مرتبطًا بشكل فضفاض. أظهرت الجينات المرتبطة بشدة تأشيبًا منخفضًا للغاية ، بينما أظهرت الجينات المرتبطة ارتباطًا وثيقًا إعادة تركيب أعلى. على سبيل المثال ، تم ربط الجينات للألوان البيضاء والأصفر بإحكام وأظهرت إعادة التركيب بنسبة 1.3 ٪ فقط. من ناحية أخرى ، أظهرت جينات الجناح الأبيض والمصغر إعادة تركيب بنسبة 37.2٪ لأنها كانت غير مرتبطة ببعضها البعض.


ما هو الليل؟

عندما تتحور الجينات ، يمكنها أن تتخذ أشكالًا متعددة ، مع اختلاف طفيف في كل شكل في تسلسل الحمض النووي الأساسي الخاص بها. لا تزال هذه المتغيرات الجينية ترمز لنفس الصفة (أي لون الشعر) ، لكنها تختلف في كيفية التعبير عن السمة (أي الشعر البني مقابل الأشقر). يتم استدعاء إصدارات مختلفة من نفس الجين الأليلات.

يمكن أن تحتوي الجينات على أليلين محتملين أو أكثر. البشر الأفراد لديهم أليلين ، أو نسختين ، من كل جين. لأن البشر لديهم نوعان مختلفان من الجينات لكل جين ، فنحن معروفون باسم ثنائي الصيغة الصبغية الكائنات الحية.

كلما زاد عدد الأليلات المحتملة ، زاد التنوع في سمة وراثية معينة. هناك عدد لا يُصدق من الجينات والأشكال الجينية الكامنة وراء التنوع الجيني البشري ، وهي السبب في عدم وجود شخصين متشابهين تمامًا.

كمثال ، دعونا نلقي نظرة على لون العين. في نموذج مبسط ، سنفترض أن هناك جينًا واحدًا فقط يشفر لون العين (على الرغم من وجود جينات متعددة تشارك في معظم السمات الجسدية). يتم ترميز كل من العيون الزرقاء والخضراء والبنية والعسلي بواسطة أليلات فريدة من الجين المذكور. يحدد زوج الأليلات الموجود على كروموسومات الفرد لون العين الذي سيتم التعبير عنه.


محتويات

قد تندرج الأشكال المتعددة للنيوكليوتيدات المفردة ضمن تسلسل ترميز الجينات ، أو مناطق الجينات غير المشفرة ، أو في المناطق بين الجينات (المناطق بين الجينات). لا تغير النيوكلوتايد ضمن تسلسل تشفير بالضرورة تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين الذي يتم إنتاجه ، بسبب انحطاط الكود الجيني.

تنقسم SNPs في منطقة الترميز إلى نوعين: SNPs مترادفة وغير مترادفة. لا تؤثر SNPs المترادفة على تسلسل البروتين ، بينما تغير SNPs غير المترادفة تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين.

  • يمكن أن تظهر النيوكلوتايد في المناطق غير المشفرة في خطر أعلى للإصابة بالسرطان ، [11] وقد تؤثر على بنية الرنا المرسال وقابلية الإصابة بالأمراض. [12] يمكن أن تغير تعدد الأشكال غير المشفر أيضًا مستوى التعبير عن الجين ، مثل eQTL (التعبير عن موضع السمة الكمية).
  • SNPs في مناطق الترميز:
      بحكم التعريف لا يؤدي إلى تغيير الأحماض الأمينية في البروتين ، ولكن لا يزال من الممكن أن تؤثر على وظيفتها بطرق أخرى. An example would be a seemingly silent mutation in the multidrug resistance gene 1 (MDR1), which codes for a cellular membrane pump that expels drugs from the cell, can slow down translation and allow the peptide chain to fold into an unusual conformation, causing the mutant pump to be less functional (in MDR1 protein e.g. C1236T polymorphism changes a GGC codon to GGT at amino acid position 412 of the polypeptide (both encode glycine) and the C3435T polymorphism changes ATC to ATT at position 1145 (both encode isoleucine)). [13] :
        – single change in the base results in change in amino acid of protein and its malfunction which leads to disease (e.g. c.1580G>T SNP in LMNA gene – position 1580 (nt) in the DNA sequence (CGT codon) causing the guanine to be replaced with the thymine, yielding CTT codon in the DNA sequence, results at the protein level in the replacement of the arginine by the leucine in the position 527, [14] at the phenotype level this manifests in overlapping mandibuloacral dysplasia and progeria syndrome) – point mutation in a sequence of DNA that results in a premature stop codon, or a nonsense codon in the transcribedmRNA, and in a truncated, incomplete, and usually nonfunctional protein product (e.g. Cystic fibrosis caused by the G542X mutation in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene). [15]
  • SNPs that are not in protein-coding regions may still affect gene splicing, transcription factor binding, messenger RNA degradation, or the sequence of noncoding RNA. Gene expression affected by this type of SNP is referred to as an eSNP (expression SNP) and may be upstream or downstream from the gene.

    More than 335 million SNPs have been found across humans from multiple populations. A typical genome differs from the reference human genome at 4 to 5 million sites, most of which (more than 99.9%) consist of SNPs and short indels. [16]

    Within a genome Edit

    The genomic distribution of SNPs is not homogenous SNPs occur in non-coding regions more frequently than in coding regions or, in general, where natural selection is acting and "fixing" the allele (eliminating other variants) of the SNP that constitutes the most favorable genetic adaptation. [17] Other factors, like genetic recombination and mutation rate, can also determine SNP density. [18]

    SNP density can be predicted by the presence of microsatellites: AT microsatellites in particular are potent predictors of SNP density, with long (AT)(n) repeat tracts tending to be found in regions of significantly reduced SNP density and low GC content. [19]

    Within a population Edit

    There are variations between human populations, so a SNP allele that is common in one geographical or ethnic group may be much rarer in another. However, this pattern of variation is relatively rare in a global sample of 67.3 million SNPs, the Human Genome Diversity Project

    found no such private variants that are fixed in a given continent or major region. The highest frequencies are reached by a few tens of variants present at >70% (and a few thousands at >50%) in Africa, the Americas, and Oceania. By contrast, the highest frequency variants private to Europe, East Asia, the Middle East, or Central and South Asia reach just 10 to 30%. [20]

    Within a population, SNPs can be assigned a minor allele frequency—the lowest allele frequency at a locus that is observed in a particular population. [21] This is simply the lesser of the two allele frequencies for single-nucleotide polymorphisms.

    With this knowledge scientists have developed new methods in analyzing population structures in less studied species. [22] [23] [24] By using pooling techniques the cost of the analysis is significantly lowered. [ بحاجة لمصدر ] These techniques are based on sequencing a population in a pooled sample instead of sequencing every individual within the population by itself. With new bioinformatics tools there is a possibility of investigating population structure, gene flow and gene migration by observing the allele frequencies within the entire population. With these protocols there is a possibility in combining the advantages of SNPs with micro satellite markers. [25] [26] However, there are information lost in the process such as linkage disequilibrium and zygosity information.

      can determine whether a genetic variant is associated with a disease or trait. [27]
    • A tag SNP is a representative single-nucleotide polymorphism in a region of the genome with high linkage disequilibrium (the non-random association of alleles at two or more loci). Tag SNPs are useful in whole-genome SNP association studies, in which hundreds of thousands of SNPs across the entire genome are genotyped. mapping: sets of alleles or DNA sequences can be clustered so that a single SNP can identify many linked SNPs. (LD), a term used in population genetics, indicates non-random association of alleles at two or more loci, not necessarily on the same chromosome. It refers to the phenomenon that SNP allele or DNA sequence that are close together in the genome tend to be inherited together. LD can be affected by two parameters (among other factors, such as population stratification): 1) The distance between the SNPs [the larger the distance, the lower the LD]. 2) Recombination rate [the lower the recombination rate, the higher the LD]. [28]

    Importance Edit

    Variations in the DNA sequences of humans can affect how humans develop diseases and respond to pathogens, chemicals, drugs, vaccines, and other agents. SNPs are also critical for personalized medicine. [29] Examples include biomedical research, forensics, pharmacogenetics, and disease causation, as outlined below.

    Clinical research Edit

    SNPs' greatest importance in clinical research is for comparing regions of the genome between cohorts (such as with matched cohorts with and without a disease) in genome-wide association studies. SNPs have been used in genome-wide association studies as high-resolution markers in gene mapping related to diseases or normal traits. [30] SNPs without an observable impact on the phenotype (so called silent mutations) are still useful as genetic markers in genome-wide association studies, because of their quantity and the stable inheritance over generations. [31]

    Forensics Edit

    SNPs have historically been used to match a forensic DNA sample to a suspect but has been made obsolete due to advancing STR-based DNA fingerprinting techniques. However, the development of next-generation-sequencing (NGS) technology may allow for more opportunities for the use of SNPs in phenotypic clues such as ethnicity, hair color, and eye color with a good probability of a match. This can additionally be applied to increase the accuracy of facial reconstructions by providing information that may otherwise be unknown, and this information can be used to help identify suspects even without a STR DNA profile match.

    Some cons to using SNPs versus STRs is that SNPs yield less information than STRs, and therefore more SNPs are needed for analysis before a profile of a suspect is able to be created. Additionally, SNPs heavily rely on the presence of a database for comparative analysis of samples. However, in instances with degraded or small volume samples, SNP techniques are an excellent alternative to STR methods. SNPs (as opposed to STRs) have an abundance of potential markers, can be fully automated, and a possible reduction of required fragment length to less than 100bp.[26]

    تحرير علم الوراثة الدوائية

    Some SNPs are associated with the metabolism of different drugs. [32] [33] SNP's can be mutations, such as deletions, which can inhibit or promote enzymatic activity such change in enzymatic activity can lead to decreased rates of drug metabolism [34] The association of a wide range of human diseases like cancer, infectious diseases (AIDS, leprosy, hepatitis, etc.) autoimmune, neuropsychiatric and many other diseases with different SNPs can be made as relevant pharmacogenomic targets for drug therapy. [35]

    تحرير المرض

    A single SNP may cause a Mendelian disease, though for complex diseases, SNPs do not usually function individually, rather, they work in coordination with other SNPs to manifest a disease such as in Osteoporosis.[33] One of the earliest successes in this field was finding a single base mutation in the non-coding region of the APOC3 (apolipoprotein C3 gene) that associated with higher risks of hypertriglyceridemia and atherosclerosis.[34]. Some diseases caused by SNPs include rheumatoid arthritis, crohn’s disease, breast cancer, alzheimer's, and some autoimmune disorders. Large scale association studies have been performed to attempt to discover additional disease causing SNPs within a population , but a large number of them are still unknown.

      and rs6313 are SNPs in the Serotonin 5-HT2A receptor gene on human chromosome 13. [36]
    • A SNP in the F5 gene causes Factor V Leiden thrombophilia.[37] is an example of a triallelic SNP in the CRP gene on human chromosome 1. [38] codes for PTC tasting ability, and contains 6 annotated SNPs. [39]
    • rs148649884 and rs138055828 in the FCN1 gene encoding M-ficolin crippled the ligand-binding capability of the recombinant M-ficolin. [40]
    • An intronic SNP in DNA mismatch repair gene PMS2 (rs1059060, Ser775Asn) is associated with increased spermDNA damage and risk of male infertility. [41]

    As there are for genes, bioinformatics databases exist for SNPs.

    • dbSNP is a SNP database from the National Center for Biotechnology Information (NCBI). As of June 8, 2015 [update] , dbSNP listed 149,735,377 SNPs in humans. [42][43]
    • Kaviar[44] is a compendium of SNPs from multiple data sources including dbSNP.
    • SNPedia is a wiki-style database supporting personal genome annotation, interpretation and analysis.
    • ال OMIM database describes the association between polymorphisms and diseases (e.g., gives diseases in text form)
    • dbSAP – single amino-acid polymorphism database for protein variation detection [45]
    • The Human Gene Mutation Database provides gene mutations causing or associated with human inherited diseases and functional SNPs
    • The International HapMap Project, where researchers are identifying Tag SNPs to be able to determine the collection of haplotypes present in each subject. allows users to visually interrogate the actual summary-level association data in one or more genome-wide association studies.

    The International SNP Map working group mapped the sequence flanking each SNP by alignment to the genomic sequence of large-insert clones in Genebank. These alignments were converted to chromosomal coordinates that is shown in Table 1. [46] This list has greatly increased since, with, for instance, the Kaviar database now listing 162 million single nucleotide variants (SNVs).

    Chromosome Length(bp) All SNPs TSC SNPs
    Total SNPs kb per SNP Total SNPs kb per SNP
    1 214,066,000 129,931 1.65 75,166 2.85
    2 222,889,000 103,664 2.15 76,985 2.90
    3 186,938,000 93,140 2.01 63,669 2.94
    4 169,035,000 84,426 2.00 65,719 2.57
    5 170,954,000 117,882 1.45 63,545 2.69
    6 165,022,000 96,317 1.71 53,797 3.07
    7 149,414,000 71,752 2.08 42,327 3.53
    8 125,148,000 57,834 2.16 42,653 2.93
    9 107,440,000 62,013 1.73 43,020 2.50
    10 127,894,000 61,298 2.09 42,466 3.01
    11 129,193,000 84,663 1.53 47,621 2.71
    12 125,198,000 59,245 2.11 38,136 3.28
    13 93,711,000 53,093 1.77 35,745 2.62
    14 89,344,000 44,112 2.03 29,746 3.00
    15 73,467,000 37,814 1.94 26,524 2.77
    16 74,037,000 38,735 1.91 23,328 3.17
    17 73,367,000 34,621 2.12 19,396 3.78
    18 73,078,000 45,135 1.62 27,028 2.70
    19 56,044,000 25,676 2.18 11,185 5.01
    20 63,317,000 29,478 2.15 17,051 3.71
    21 33,824,000 20,916 1.62 9,103 3.72
    22 33,786,000 28,410 1.19 11,056 3.06
    X 131,245,000 34,842 3.77 20,400 6.43
    ص 21,753,000 4,193 5.19 1,784 12.19
    RefSeq 15,696,674 14,534 1.08
    المجاميع 2,710,164,000 1,419,190 1.91 887,450 3.05

    The nomenclature for SNPs include several variations for an individual SNP, while lacking a common consensus.

    The rs### standard is that which has been adopted by dbSNP and uses the prefix "rs", for "reference SNP", followed by a unique and arbitrary number. [47] SNPs are frequently referred to by their dbSNP rs number, as in the examples above.

    The Human Genome Variation Society (HGVS) uses a standard which conveys more information about the SNP. Examples are:

    • c.76A>T: "c." for coding region, followed by a number for the position of the nucleotide, followed by a one-letter abbreviation for the nucleotide (A, C, G, T or U), followed by a greater than sign (">") to indicate substitution, followed by the abbreviation of the nucleotide which replaces the former [48][49][50]
    • p.Ser123Arg: "p." for protein, followed by a three-letter abbreviation for the amino acid, followed by a number for the position of the amino acid, followed by the abbreviation of the amino acid which replaces the former. [51]

    SNPs can be easily assayed due to only containing two possible alleles and three possible genotypes involving the two alleles: homozygous A, homozygous B and heterozygous AB, leading to many possible techniques for analysis. Some include: DNA sequencing capillary electrophoresis mass spectrometry single-strand conformation polymorphism (SSCP) single base extension electrochemical analysis denaturating HPLC and gel electrophoresis restriction fragment length polymorphism and hybridization analysis.


    7.12: Genes and alleles - Biology

    Mendel implied that only two alleles, one dominant and one recessive, could exist for a given gene. We now know that this is an oversimplification. على الرغم من أن البشر الفرديين (وجميع الكائنات ثنائية الصبغيات) يمكن أن يكون لديهم أليلين فقط لجين معين ، إلا أن الأليلات المتعددة قد توجد على مستوى السكان بحيث يتم ملاحظة العديد من مجموعات من أليلين. Note that when many alleles exist for the same gene, the convention is to denote the most common phenotype or genotype among wild animals as the النوع البري (often abbreviated “+”) this is considered the standard or norm. All other phenotypes or genotypes are considered المتغيرات of this standard, meaning that they deviate from the wild type. The variant may be recessive or dominant to the wild-type allele.

    An example of multiple alleles is coat color in rabbits (Figure 1). هنا ، توجد أربعة أليلات لـ ج الجين. النسخة البرية ، C + C + ، يتم التعبير عنه بالفراء البني. النمط الظاهري شينشيلا ، ج الفصل ج الفصل، يُعبر عنه بالفراء الأبيض ذو الرؤوس السوداء. النمط الظاهري في جبال الهيمالايا ، ج ح ج ح، لها فرو أسود على الأطراف وفراء أبيض في مكان آخر. Finally, the albino, or “colorless” phenotype, نسخةيتم التعبير عنه بالفراء الأبيض. في حالات الأليلات المتعددة ، يمكن أن توجد التسلسلات الهرمية المهيمنة. في هذه الحالة ، يسود أليل من النوع البري على جميع الأنواع الأخرى ، وتهيمن شينشيلا بشكل غير كامل على جبال الهيمالايا والألبينو ، بينما تهيمن جبال الهيمالايا على الألبينو. تم الكشف عن هذا التسلسل الهرمي ، أو السلسلة الأليلية ، من خلال ملاحظة الأنماط الظاهرية لكل نسل متغاير الزيجوت.

    Figure 1. Four different alleles exist for the rabbit coat color (ج) الجين.

    Figure 2. As seen in comparing the wild-type ذبابة الفاكهة (left) and the أنتينابيديا mutant (right), the Antennapedia mutant has legs on its head in place of antennae.

    The complete dominance of a wild-type phenotype over all other mutants often occurs as an effect of “dosage” of a specific gene product, such that the wild-type allele supplies the correct amount of gene product whereas the mutant alleles cannot. بالنسبة للسلسلة الأليلية في الأرانب ، قد يوفر الأليل من النوع البري جرعة معينة من صبغة الفراء ، بينما توفر المسوخ جرعة أقل أو لا تقدم على الإطلاق. Interestingly, the Himalayan phenotype is the result of an allele that produces a temperature-sensitive gene product that only produces pigment in the cooler extremities of the rabbit’s body.

    بدلا من ذلك ، يمكن أن يكون أليل واحد متحور هو المسيطر على جميع الطرز المظهرية الأخرى ، بما في ذلك النوع البري. قد يحدث هذا عندما يتداخل الأليل الطافر بطريقة ما مع الرسالة الجينية حتى أن الزيجوت المتغاير مع نسخة أليل من النوع البري يعبر عن النمط الظاهري المتحور. تتمثل إحدى الطرق التي يمكن أن يتدخل بها الأليل الطافر في تعزيز وظيفة منتج الجين من النوع البري أو تغيير توزيعه في الجسم.

    أحد الأمثلة على ذلك هو ملف أنتينابيديا طفرة في ذبابة الفاكهة (الشكل 2). في هذه الحالة ، يوسع الأليل الطافر توزيع منتج الجين ، ونتيجة لذلك ، فإن أنتينابيديا يطور الزيجوت المتغاير أرجل على رأسه حيث يجب أن تكون هوائياته.

    Multiple Alleles Confer Drug Resistance in the Malaria Parasite

    Malaria is a parasitic disease in humans that is transmitted by infected female mosquitoes, including أنوفيليس غامبيا (Figure 3a), and is characterized by cyclic high fevers, chills, flu-like symptoms, and severe anemia. Plasmodium falciparum و P. vivax are the most common causative agents of malaria, and P. falciparum is the most deadly (Figure 3b). When promptly and correctly treated, P. falciparummalaria has a mortality rate of 0.1 percent. However, in some parts of the world, the parasite has evolved resistance to commonly used malaria treatments, so the most effective malarial treatments can vary by geographic region.

    Figure 3. The (a) Anopheles gambiae, or African malaria mosquito, acts as a vector in the transmission to humans of the malaria-causing parasite (b) Plasmodium falciparum, here visualized using false-color transmission electron microscopy. (credit a: James D. Gathany credit b: Ute Frevert false color by Margaret Shear scale-bar data from Matt Russell)

    In Southeast Asia, Africa, and South America, P. falciparum has developed resistance to the anti-malarial drugs chloroquine, mefloquine, and sulfadoxine-pyrimethamine. P. falciparum، والتي تكون أحادية العدد خلال مرحلة الحياة التي تكون فيها معدية للإنسان ، وقد طورت أليلات طافرة متعددة مقاومة للأدوية من dhps الجين. Varying degrees of sulfadoxine resistance are associated with each of these alleles. Being haploid, P. falciparum needs only one drug-resistant allele to express this trait.

    In Southeast Asia, different sulfadoxine-resistant alleles of the dhps gene are localized to different geographic regions. هذه ظاهرة تطورية شائعة تحدث بسبب ظهور طفرات مقاومة للأدوية في مجموعة سكانية وتتزاوج مع الآخرين P. falciparum isolates in close proximity. تسبب الطفيليات المقاومة للسلفادوكسين معاناة بشرية كبيرة في المناطق التي يستخدم فيها هذا الدواء على نطاق واسع كعلاج للملاريا بدون وصفة طبية. As is common with pathogens that multiply to large numbers within an infection cycle, P. falciparum evolves relatively rapidly (over a decade or so) in response to the selective pressure of commonly used anti-malarial drugs. For this reason, scientists must constantly work to develop new drugs or drug combinations to combat the worldwide malaria burden. [1]


    شاهد الفيديو: الجين و الاليل و الكروموسومات المتماثلة - genes - alleles - Homologous Chromosomes (قد 2022).


تعليقات:

  1. Terrel

    أعتذر ، لكن هذا البديل لا يقترب مني. من آخر يمكن أن يقول ماذا؟

  2. Gowan

    أعتقد أنك مخطئ. أقترح مناقشته. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM ، سنتحدث.

  3. Sarsour

    تم حذف السؤال

  4. Nazeem

    إنها عبارة رائعة ومسلية للغاية

  5. Gaetan

    هذه مجرد عبارة لا مثيل لها ؛)

  6. Sener

    هناك صفحة ويب حول السؤال الذي تهتم به.



اكتب رسالة