slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
CILVĒKA GENOMS PowerPoint Presentation
Download Presentation
CILVĒKA GENOMS

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 66

CILVĒKA GENOMS - PowerPoint PPT Presentation


  • 369 Views
  • Uploaded on

CILVĒKA GENOMS. STRUKTŪRA, FUNKCIJAS, EVOLŪCIJA, IZMANTOŠANA. 2014. NE VISAI TĀLĀ NĀKOTNE. Indivīdu genoma datu bāze Veselības monitorings Individuālā terapija. Peroxisome proliferator-activated receptor- γ ( PPAR- γ ) Enerģijas kontrole, lipīdu un glikozes metabolisms.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'CILVĒKA GENOMS' - jared-kinney


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

CILVĒKA GENOMS

STRUKTŪRA, FUNKCIJAS,

EVOLŪCIJA, IZMANTOŠANA

2014

slide2

NE VISAI TĀLĀ NĀKOTNE

Indivīdu genoma datu bāze

Veselības monitorings

Individuālā terapija

slide3

Peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPAR-γ )

Enerģijas kontrole, lipīdu un glikozes metabolisms

Personas genoma struktūra

Personas ģenētiskā informācija

Ģenētiskā konsultācija

Personas ģenētiskā riska informācija

Tiazolidīndions

Riska informācija

Medicīniskā konsultācija

Patoloģija: 2. tipa diabēts

Genoma Riska Medicīniskais Citi riski

bāze genotips risks vai dati

Genoma bāze

3: 12.450.610

Genotips

C / T

INS rezistence

hipertensija

Tiazolidīndiona

rezistence

Aminoskābe

Pro / Leu

Bioķīmiskais slēdziens

Vāji saista tiazolidīndiona rindas preparātus

Nedaudz izmanīta polipeptīda skeleta

konformācija; palielināta hidrofobitāte

Medicīniskais slēdziens

Strukturālais slēdziens

Izteikta rezistence pret insulīnu

Prognoze: cukura diabēts, hipertensija

Medicīniskais slēdziens

Terapija, profilakse, analīzes u.c.

Farmakoloģiskais

slēdziens

Rezistence pret tiazolidīndioniem

D.R. Bentley. Nature 429, 440 (2004)

slide5

1953. GADA VAROŅI

Six of the Nobel winners of 1962 display their diplomas after formal ceremonies in Stockholm’s Concert Hall. From left to right:

Maurice Wilkins (Medicine); Max Perutz (Chemistry); Francis Crick (Medicine); John Steinbeck (Literature); James Watson (Medicine) and John Kendrew (Chemistry)

slide6

... UN 2003. GADA VAROŅI

Francis Collins

National Human Genome

Research Institute, NHGRI

NIH, USA

J. Craig Venter

CELERAGenomics Inc.

Fred Sanger

The Sanger Centre

Hinxton, UK

Eric S. Lander

Whitehead Institute

Center for Genome

Research, Cambridge

Mass. USA

slide8

CILVĒKA GENOMA PROJEKTS (HGP)

  • Projekts uzsākts 1990. gadā
  • DALĪBNIEKI:
  • USA - NIH + DOE (Department of Energy)
  • UK - Medical Research Council + Wellcome Trust
  • FRANCE
  • JAPAN
  • GERMANY
  • CHINA
  • EU + HUGO
  • etc.
slide9

CILVĒKA GENOMA PROJEKTS

  • 1988.g. iniciatīva par cilvēka genoma projekta uzsākšanu
  • 1990.g. uzsākts cilvēka genoma projekts uz 15 gadiem un finansējumu 200 mlj. USD gadā (kopā 3 mld. USD)

Science 300, 286 (2003)

slide10

PIRMAIS POSMS – LĪDZ 1995. GADAM

  • cilvēka un peles ģenētiskās un fiziskās kartes (radiācijas hibrīdi – RH un sequence tagged sites – STS) High-resolution recombination map – sīkākā ģenētiskā karte no DeCode – A.Kong et al. Nature Genetics 31, 241-247 (2002)
  • genoma sekvencēšanas stratēģija un tehnikas izstrāde
  • (S. cerevisiae, C. elegans, D. melanogaster uc.)
  • no 1995. gada – pilotprojekts:
  • atsevišķu garu hromosomas rajonu pilna DNS sekvence
slide11

CILVĒKA GENOMA SEKVENCĒŠANAS SĀKUMS

Total amount of human sequence in the High Throughput Genome Sequence (HTGS) division of GenBank. The total is the sum of finished sequence (red) and unfinished (draft plus predraft) sequence (yellow). Nature 409, 860 (2001)

slide12

0TRAIS POSMS - LĪDZ 2000. GADAM

  • 1999.g. martā – 15% cilvēka genoma eihromatīna daļas noteikta sekvence pabeigtā (finished) formā: ar 99,99% precizitāti, bez pārtraukumiem (no gaps)
  • 1999.g. pavasarī jauni – “top-down” organizācijas principi genoma programmā un lēmums par “working draft” pabeigšanu 2000. gada pavasarī
  • Līdz 2000. gada jūnijam bija iegūta pilna genoma aptuvenā sekvence (draft genome sequence), kas aptver apm. 90% visa eihromatīna, bet nukleotīdu secībā ir ~150 000 pārtraukumu (gaps) un daudzu segmentu orientācija genoma rajonos nav noteikta, pat to novietojums un atkārtojumu skaits genomā ne reti ir kļūdains.
  • tikai 35% eihromatīna ir pabeigtā (finished) formā

“Draft” sekvence publicēta un analizēta 2001. gada 15. februārī Nature 409, 860-921 (2001)

slide14

GENOMS SEKVENCĒTS, KO TĀLĀK ?

Fred Sanger:

“It is like a book in a foreign language

that you don’t understand. That’s the

first job, working the language out.“

Sydney Brenner:

Fred Sanger

“The Human Genome Project is like sending

a man to the moon. Sending a man to the

moon is easy, it’s getting him back that’s

difficult. So I think we now need to get the

human genome to return to work.”

slide15

DIVU GENOMA PROJEKTU “LOKOMOTĪVES”

Eric S. Lander

J. Craig Venter

Nature 409, 860-921 (2001); Science 291, 1304-1351 (2001)

slide16

DIVAS SEKVENCĒŠANAS STRATĒĢIJAS

hierarhiskā sekvencēšana un visa genoma “shotgun”

PNAS 99, 3712-3716 (2002)

Cilvēka genoma hierarhiskai sekvencēšanai pietiek ar ~ 45 000 nokartētiem kloniem (>100 kb), kurus tālāk sekvencē ar “shotgun” metodi.

Visa genoma “shotgun” sekvencēšana prasa milzīgu kolekciju – 27 mlj. dažādu klonu.

slide17

DNS FRAGMENTU KLONĒŠANA UN

HIERARHISKĀS SEKVENCĒŠANAS

STRATĒĢIJA

VEKTORI UN INSERTI

plazmīdas - ap 4 kb

kosmīdas - ap 40 kb

YAC, PAC - 100-500 kb

yeast or P1 derived chromosomes

BAC vektori - 100-300kb

bacterial artificial chromosomes

slide19

VEKTORI UN INSERTI

plazmīdas - ap 4 kb

kosmīdas - ap 40 kb (no fāgaλ)

fosmīdas - ap 40 kb (no F-plazmīdas)

(d)

infect E.coli

(c)

packaging assembly

slide20

VEKTORI UN INSERTI

YAC, PAC - 100-500 kb

yeast or P1 derived chromosomes

slide21

BACTERIAL ARTIFICIAL CHROMOSOMES AS VECTORS

VEKTORI UN INSERTI

BAC vektori - 100-300kb

bacterial artificial chromosomes

slide22

BAC KLONU ANALĪZE

1.BAC KLONU SELEKCIJA UN PĀRKLĀŠANĀS MEKLĒŠANA

  • BAC fingerprints: ierobežoti šķeļ ar HindIII vai citām restriktāzēm un raksturo ar PAGE
  • BAC insertu galu sekvencēšana, t.sk. ar “paired-end “ sekvenēšanas metodi
  • izmanto STS (sequence tagged sites)

2. Izvēlētos BAC klonus sekvencē ar “shotgun” metodi, vismaz

ar 99% precizitāti un ar 4-kārtīgu sekvences pārklāšanos

3. DNS sekvences savākšana no fragmentiem (assembly): izkārtošana (layout), sapludināšana (merging)

slide23

BAC KLONU FINGERPRINTS

Nature Rev.Genet. 5,578(2004)

slide24

SEKVENCĒŠANA NO GALIEM (PAIRED-END SEQUENCING)

adapters

EcoP15I

sites

adapters

Genome Res.19,521(2009)

slide25

“PAIRED-END” SEKVENCĒŠANAS STRATĒĢIJA

Pielietojot otrās paaudzes tehniku DNS fragmentu galu analīzei, var iegūt labus rezultātus ne tikai genoma “resekvencēšanā”, bet arī vēl nepētīta genoma sekvencēšanā de novo.

Paired-ends or mate-pairs technique

Nature 463,303(2010)

slide26

DIVU SEKVENCĒŠANAS STRATĒĢIJU SALĪDZINĀJUMS

PLoS Biology 7,Nr.5,e1000112(2009)

slide31

GĒNU SKAITS CILVĒKA GENOMĀ

Genome Biol.11,206(2010)

slide32

DAŽĀDU GENOMU SALĪDZINĀJUMS

Caenorhabditis elegans: Chr. 1, 2, 3, 4, 5, X

Genoma lielums: 100 281 416 bp

Proteīnu kodējošie gēni: 20 140

Drosophila melanogaster: Chr. 2L, 2R, 3L, 3R, 4, X

Genoma lielums: 132 576 936 bp

Proteīnu kodējošie gēni: 14 039

Mus musculus: Chr. 1 – 19, X, Y

Genoma lielums: 3 420 842 930 bp

Proteīnu kodējošie gēni: 23 786

Homo sapiens: Chr. 1 – 22, X, Y

Genoma lielums: 3 253 037 807 bp

Proteīnu kodējošie gēni: 23 686

slide33

HUMAN GENOME DRAFT SEQUENCE – 2001

Kodējošie rajoni (gēni) aizņem tikai nelielu genoma daļu

slide34

CILVĒKA GENOMA SASTĀVDAĻU MOZAĪKA

(atsevišķu struktūru procentuālais sastāvs genomā nav precīzs)

slide36

“DRAFT” GENOMA SEKVENCE VAR BŪTISKI ATŠĶIRTIES

NO “FINISHED” SEKVENCES

(Draft)

(Finished)

Cilvēka 20. hromosoma (66 Mb)

Pārvietoto rajonu kopējais garums, salīdzinot abas sekvences:

zils: zem 3 Mb; zaļš: 3–10 Mb; sarkans: virs 10 Mb

Nature 414, 854-855 (2001)

slide37

TREŠAIS (PĒDĒJAIS) POSMS – LĪDZ 2003. GADAM,

BET GENOMA STRUKTŪRAS PRECIZĒŠANA TURPINĀS

  • 2002. g. beigās – 98% eihromatīna daļas jau sekvenēti, pie tam 95% jau pabeigtā (finished) formā
  • 2003. g. 14. aprīlī Cilvēka genoma projekts paziņo, ka gandrīz visa eihromatīna daļa – 2.825 mljd. nukleotīdu secība iegūta pabeigtā (finished) formā
  • Viena no versijām – “build 35” aptver 99% eihromatīna sekvences (2.85 mljd. bp) ar precizitāti >99.995%: tikai 1 kļūda uz 100 000 bp. Sekvencē ir vairs tikai daži simti pārtraukumu (gap) un tie lokalizējas galvenokārt segmentu duplikāciju rajonos, arī pericentromēras un subtelomēru rajonos, tātad nekodējošajās hromosomu daļās (daļa gap īsti nepieder pie eihromatīna).
  • Pēc pašreizējām aplēsēm cilvēka genomā ir tikai 20 000 – 25 000 gēnu, taču proteīnu ir daudz vairāk.

Apkopojošu rakstu par cilvēka genoma eihromatīna daļas sekvenci IHGSC (International Human Genome Sequencing Consortium) publicēja 2004. oktobrī:

Finishing the euhromatic sequence of the human genome. Nature 431, 931-945 (2004) __________________________________________________

Jāievēro, ka genoma sekvencēšanā izmantota daudzu indivīdu DNS, tādēļ iegūtā genoma sekvence atbilst kādai vidējai DNS secībai, t.s. references genomam

slide38

VISAS HROMOSOMAS NOSEKVENĒTAS

chr 22: 33.5 no 48 Mb – I. Dunham et al. Nature 402, 489-495 (1999)

chr 21: 33.5 no 45 Mb – M. Hatori et al. Nature 405, 311-495 (2000)

chr 20: 59.2 no 66 Mb –P. Deloukas et al. Nature 414, 865-871 (2001)

chr 14: 87.4 no 107 Mb –R. Heilig et al. Nature 421, 601-607 (2003)

chr Y: 12.7 no 51 Mb –H. Skaletsky et all. Nature 423, 825-837 (2003)

chr 7: 153.8 no 163 Mb –L.W. Hillier et al. Nature 424, 157-164 (2003)

chr 6: 166.9 no 176 Mb –A.J. Mungall et al. Nature 425, 805-811 (2003)

chr 13: 95.5 no 118 Mb – A. Dunham et al. Nature 428, 522-528 (2004)

chr 19: 55.8 no 72 Mb – J. Grimwood et al. Nature 428, 529-535 (2004)

chr 9: 109.0 no 140 Mb – S.J. Humphray et al. Nature 429, 369-374 (2004)

chr 10: 131.7 no 143 Mb – P. Deloukas et al. Nature 429, 375-381 (2004)

chr 5: 177,7 no 198 Mb – J. Schmutz et al. Nature 431,268-274 (2004)

chr 16: 78,9 no 104 Mb – J. Martin et al. Nature 432, 988-994 (2004)

chr X: 150.4 no 155 Mb – M.T. Ross et al. Nature 434, 325-337 (2005)

chr 18: 76.1 no 86 Mb – C. Nusbaum et al. Nature 437, 551-555 (2005)

chr 2: 237.0 no 279 Mb – L.W. Hillier et al. Nature 434, 724-731 (2005)

chr 4: 186.0 no 197 Mb – L.W. Hillier et al. Nature 434, 724-731 (2005)

chr 8: 145.5 no 148 Mb – C. Nusbaum et al. Nature 439, 331-335 (2006)

chr 12: 130,7 no 142 Mb – S.E. Scherer et al. Nature 440, 346-351 (2006)

chr 11: 131,1 no 148 Mb – T.D. Taylor et al. Nature 440, 497-500 (2006)

chr 15: 81,9 no 100 Mb – M.C. Zody et al. Nature 440, 671-675 (2006)

chr 17: 78,8 no 88 Mb – M.C. Zody et al. Nature 440, 1045-1049 (2006)

chr 3: 194,9 no 221 Mb – D.M. Muzny et al. Nature 440, 1194-1198 (2006)

chr 1: 223,9 no 279 Mb – S.G. Gregory et al. Nature 441, 315-321 (2006)

slide40

NESEKVENCĒTIE GENOMA RAJONI (GAPS)

2009. gadā cilvēka genoma sekvencē joprojām ir ap 300 pārtraukumu (gaps) no 700 bp līdz 30 mlj. bp garumā, neskaitot plašus centromēru un telomēru rajonus (zaļš).

Dažās vietās ir izteiktas sekvenču alternatīvas.

Nature 462,843(2009)

slide42

JAUNAS DNS SEKVENCĒŠANAS METODES

Jaunās jeb “otrās paaudzes” DNS sekvencēšanas metodes var iedalīt 2 grupās:

  • Sekvencēšana ar sintēzi (sequencing-by-synthesis) – jau ir lietošanā

Pie tās pieder Sangera didezoksiterminatoru un t.s. pirosekvencēšanas metode mikrorindu (microarrays) vai mikrosfēru (microbeads) variantā. Jaunākais tās variants – Ion Torrent metode neizmanto terminatorus, bet atbrīvotā H+ noteikšanu.Trūkumi – var noteikt tikai īsas DNS sekvences, PCR pavairošanas kļūdas

  • Sekvencēšana ar ligēšanu (sequencing-by-ligation) – jau ir lietošanā

Balstās uz DNS hibridizācijas principu, kas nodrošina ligēšanu. Izstrādāta mikrosfēru (microbeads) variantā. Būtībā tie paši trūkumi kas iepriekšējai metodei.

Vēl nepilnīgi izstrādātas t.s. “trešās paaudzes” sekvencēšanas metodes:

  • vienas DNS molekulas sekvencēšana ar sintēzi – vēl izstrādes līmenī
  • Nanoporu sekvencēšana (nanopore sequencing) – vēl izstrādes līmenī
slide43

DNS SEKVENCĒŠANA PĒC SANGERA METODES

neliels daudzums

viena terminatora:

ddATF

DNS polimerāzes

normālais substrāts:

dATF, dGTF, dTTF, dCTF

terminators ieslēdzas

augošās ķēdes 3’-galā

praimers

sekvencējamais DNS pavediens

slide44

DNS SEKVENCĒŠANAS PRINCIPI

PCR colony (polony)

FIRST GENERATION (Sanger) TECHNOLOGY

SECOND GENERATION (Clonal Amplification) TECHNOLOGY

PCR amplifikācija

Nature Biotechnol. 26,1135(2008)

slide45

KLONĀLĀS AMPLIFIKĀCIJAS METODES

a: lieto 454(Roche) un SOLiD(Applied Biosystems) DNS sekvencēšanas tehnoloģijas

b: lieto Solexa(Illumina) DNS sekvencēšanas tehnoloģija

Nature Biotechnol. 26,1135(2008)

slide46

ION TORRENT SEKVENCĒŠANA

Pēdējā laikā sevi pieteikusi jauna DNS sekvencēšanas metode, kas balstās uz jonu sekvencēšanas principa, t.s. Ion Torrent jeb jonu plūsmas metode.

Tās pamatā ir labi zināmā DNS polimerāzes izmantošana sekvencējamās daļas papildināšanai (sequencing by synthesis). Taču pievienotā nukleotīda detekcijai izmanto nevis fluorescences tehniku, bet reakcijas laikā atbrīvotā H+ jona elektronisku noteikšanu ar pusvadītāju tehnoloģijas palīdzību. Sekvencējamo DNS pavedienu fiksē un pavairo uz jau iepriekš pazīstamām mikrosfērām. Metode izceļas ar savu lētumu un ātrumu.

Nature Biotechnology 29,805(2011)

slide47

PERSONAL

GENOMES

slide48

PIRMIE INDIVIDUĀLIE GENOMI – 2007/2008.g.

Sekvencē katru no hromosomu pāriem un iegūst diploīda genoma struktūru

J.

C

r

a

i

g

V

e

n

t

e

r

J

a

m

e

s

W

a

t

s

o

n

Science 317,1311(2007)

PLoS Biology, e254(2007)

Sekvencēšanā lieto klasisko Sangera metodi, strādājot "shot-gun” tehnikā.

Ventera hromosomu abi pāri atšķiras par 0.5% (bez bāžu apmaiņām – SNP ieskaita arī insercijas un delēcijas)

Nature 452,818(2008)

Nature 452, 872(2008)

Sekvencēšanā lieto 454 (Roche AB) metodi

slide49

ATSEVIŠĶU HROMOSOMU HAPLOTIPĒŠANA

SNP genotipēšana un CNV lokalizēšana, analizējot indivīda genoma sekvenci, tomēr nedod visu nepieciešamo informāciju, jo nespēj piesaistīt to vai citu alēli konkrētai hromosomai, tā padarot haplotipēšanu nepilnīgu. Precīza haplotipa iegūšana jeb t.s. haplotipu fāzēšana ir svarīga arī medicīniskiem mērķiem, jo no mutāciju lokalizācijas ir atkarīga tā vai cita gēna funkcionēšana.

Līdz šim piedāvātas divas universālākas metodes haplotipu fāzēšanai. Viena no tām – Nature Biotechnology 29,59(2011) baltās uz plašas un reprezentatīvas genoma bibliotēkas sekvencēšanu un datu apstrādi, bet otra – Nature Biotechnology 29,51(2011) uz individuālu hromosomu nodalīšanu, amplifikāciju un sekvencēšanu.

Nature Biotechnology 29,38(2011)

slide50

ATSEVIŠĶU HROMOSOMU HAPLOTIPĒŠANA

Izstrādāta metode individuālu metafāzes hromosomu nodalīšanai un amplificēšanai(Microfluidics technique + Illumina Quad Bead Chip technique)

1. Notver vienu metafāzes šūnu

2. Sašķeļ hromatīnu ar pepsīnu

atsevišķās hromosomās

3. Pārdala atsevišķas hromosomas

pa iekārtas 48 kamerām

4. Hromosomas denaturācija un

DNS amplifikācija ar PCR

5. Amplificētā materiāla izvadīšana,

apvienošana (pools) un analīze

Nature Biotechnol. 29,51(2011)

slide51

ATSEVIŠĶU HROMOSOMU HAPLOTIPĒŠANA

Massively parallel sequencing of fosmid library (>2 x106 clones; ~37 kbp inserts)

Fosmidu bibliotēkas daļu ~0.6x106 klonu sadala 115 grupās (katrā pa ~5000 klonu) un katrai grupai pievieno 9 bp “barkodu”, tad apvieno un sekvencē (Illumina).

Katra klonu grupa atbilst ~3% no 6 gigabāžu diploidā genoma (~5000 klonu x 37 kbp) un ikvienā klonu grupā nolasītā sekvence par 99% atbilst tikai vienai no abām alēlēm.

Iegūtos haploidos sekvences datus salīdzina ar tā paša genoma “nefāzēto” shot-gun sekvenci un identificē haplotipus.

Nature Biotechnol. 29,59(2011)

slide52

PROGRESS DNS SEKVENĒŠANĀ

Science 311, 1544 (2006)

slide55

“1000 GENOMES PROJECT”

2008.g. janvārī uzsākts jauns starptautisks cilvēka genoma projekts, kura mērķis ir sekvencēt individuālu cilvēku genomu, pie kam abas tā kopijas. Lieto jaunās paaudzes DNS sekvencēšanas metodes. Plānotās projekta izmaksas ir 30 – 50 mlj. USD robežās.

Dalībnieki: National Human Genome Research Institute (Bethesda, USA) Wellcome Trust Sanger Institute (Cambridge, UK) Beiging Genomics Institute (Shenzhen branch, China)

Sākotnēji realizēja pilotprojektu, apmēram viena gada laikā:

  • pabeigta genoma sekvence 6 cilvēkiem (2 pieaugušie un abi viņu vecāki)
  • “draft” genoma sekvence (satur iztrūkumus – gaps) 180 indivīdiem
  • pabeigta sekvence 1000 proteīnu kodējošiem gēniem (5% no visiem)

Tam seko pilna genoma sekvences noteikšana 1000 indivīdiem.

Nature 451,378(2008)

Science 319,395(2008)

slide58

CILVĒKA GENOMA SASTĀVDAĻU MOZAĪKA

(atsevišķu struktūru procentuālais sastāvs genomā nav precīzs)

slide59

Genome’sDarkMatter

Science 330 1614 (2010)

slide60

chr21 + chr22 GĒNU TRANSKRIPTI – TRANSFRAGS

Veikts pētījums – Science 296, 916 (2002); Genome Res. 14, 331 (2004) – par cilvēka 21. un 22. hromosomu transkriptiem. Analizē poliadenilētu mRNS no 11 šūnu līnijām. No tās pagatavo kDNS un hibridizē ar oligonukleotīdu mikročipu (high density oligonucleotide arrays). Mikročips satur 25 nukleotīdu garas hibridizācijas zondes, kas vidēji ik pēc 35 bp intervāliem pārklāj šo hromosomu eihromatīna daļas abus DNS pavedienus. Šādi var identificēt abu hromosomu iespējamos transkriptus – transfrags.

Genome Res. 14,331 (2004)

slide61

TRANSKRIPTI ĀRPUS GĒNU ROBEŽĀM

Izrādījās, ka chr21+chr22 tikai 31,4% kDNS sekvenču (t.s. transfrags) atbilst labi raksturoto gēnu eksoniem, 4.8% – nezināmas funkcijas mRNS un 14.7% – EST. Taču 49% pozitīvas hibridizācijas gadījumos attiecīgie transkripti atradās ārpus šo zināmo eksonu robežām. Līdz ar to, transkribēto rajonu skaits ir daudz lielāks par to, ko varētu sagaidīt no minētiem 6463 eksoniem. Lielākā daļa šo transkriptu gan varētu vispār nekodēt proteīnus. Taču šie transkripti nepaliek kodolā un nav pre-mRNS procesinga produkti, bet tiek transportēti citoplazmā poliadenilētas RNS veidā.

Genome Res. 14,331 (2004)

Ne visi labi raksturoto eksonu, mRNS un EST transkripti atbilst attiecīgā gēna kodējošajai sekvencei, 11% no tiem ir antisense transkripti.

Starp jaunajiem (Novel) transkriptiem, kas lokalizēti zināmo gēnu intronos vai arī abpus gēna kodējošās daļas robežām, ~50% ir antisense transkripti. Ekstrapolējot – vismaz 20% visu chr21 un chr22 transkriptu tiek sintezēta antisense veidā.

slide62

CILVĒKA GENOMA TRANSKRIPTU MOZAIKA

Analizējot 10 cilvēka hromosomu – chr 6, 7, 13, 14, 19, 20, 21, 22, X, Y

specifiskos transkriptus

TRANSKRIPTI

60% polyA+ transkriptu atbilst ārpus eksona sekvencēm un

ir cēlušies no introniem un starpgēnu rajoniem.

Transkriptu struktūra:

19% ir polyA+ RNS

44% ir polyA- RNS

37% ir polyA+ /polyA- (bimorphic)

50% gadījumos vienā un tajā pašā lokusā novēro abu DNS pavedienu transkripciju. Vairums šo transkriptu varētu būt antisense RNA – gēnu regulatori.

polyA+ RNS citoplazmā

Science 308, 1149 (2005)

slide64

GARIE NEKODĒJOŠIE TRANSKRIPTI (Long non-coding RNA)

Nuclear lncRNA

Activator

Histone

methhyltransferase

DNA methyltransferase

Polycomb repressive

complex

Nature Rev.Genetics 15,7(2014)

slide65

GARIE NEKODĒJOŠIE TRANSKRIPTI (Long non-coding RNA)

Cytoplasmic lncRNA

Compeating

Nature Rev.Genetics 15,7(2014)

slide66

GARIE NEKODĒJOŠIE TRANSKRIPTI (Long non-coding RNA)

Cytoplasmic lncRNA

Nature Rev.Genetics 15,7(2014)