비교 유전체학이란 무엇입니까?

비교 유전체학은 서로 다른 종의 게놈이 서로 비교되어 종 간의 진화 및 분자 차이를 이해하는 생물학의 한 분야이다. 저가의 개발,차세대 시퀀싱 비교 게놈을 사용 하 여 관련 게놈의 과다의 분석을 가능 하 게 했다. 이 기사는 비교 유전체학에 사용되는 기술과 그 장점/단점을 설명하는 것을 목표로합니다.

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• 게놈 시퀀싱 및 게놈 비교
• 유전자 시퀀싱 및 합성
• 상동 유전자 분석
• 계통 발생 거리
• 비교 유전체학의 장점

비교 유전체학은 다른 종의 게놈이 종 간의 진화 적 및 분자 적 차이를 이해하기 위해 서로 비교되는 생물학 분야입니다.유전 정보는 아데닌,시토신,구아닌 및 티민의 4 가지 뉴 클레오 사이드에 의해 인코딩된다. 선형 유전자에서 이러한 뉴 클레오 사이드의 순서를 결정하는 것은 시퀀싱의 기초를 형성합니다. 인간 게놈과 함께 침팬지,생쥐,초파리,복어,회충,빵 효모 및 박테리아를 포함하여 여러 모델 유기체의 게놈이 시퀀싱되었습니다. 현재까지 총 1000 종 이상의 원핵 생물과 1300 종의 게놈이 시퀀싱되었습니다.

비교 유전체학의 첫 번째 단계는 게놈 크기,유전자 수 및 염색체 수와 같은 일반적인 특징을 비교하는 것입니다. 예를 들어,아라 비도 시스(식물)는 초파리에 비해 더 작은 게놈을 가지고 있으며,초파리는 두 배나 많은 유전자를 가지고 있습니다. 흥미롭게도,아라비돕시스의 게놈 크기는 인간과 유사하며,게놈 크기는 복잡성이나 진화 상태의 지표가 아니라는 것을 시사한다.

신테니 유전자 유사 하 고 서로 다른 영역을 식별 하는 종에 걸쳐 유사한 블록에 배열 하는 방법입니다. 유사성과 유사성의 정도는 염색체에 따라 다를 수 있습니다. 예를 들어,인간의 염색체 20 은 마우스의 두 번째 염색체에 거의 완전히 해당합니다.

마찬가지로,인간의 17 번째 염색체는 마우스의 11 번 염색체와 일치합니다. 따라서 분석은 거의 75-80 백만 년 전에 공통 조상과 갈라진 이후 마우스와 인간 염색체에서 일어난 염색체 변화가 어떻게 나타나는지 보여줄 수 있습니다.

상동 유전자 분석

비교 유전체학에 사용되는 또 다른 방법은 상동 분석이며,여기서 서로 다른 종의 상동 염색체가 정렬된다. 예를 들어,한 연구에서 인간의 효소 피루 베이트 키나아제에 대한 유전자는 상동 효소 서열 형태 개,마우스,닭 및 제브라 피쉬(다른 것들 중에서)와 정렬되었으며,그 후 높은 서열 유사성의 영역이 그려졌습니다.

와 같은 분석은 인간과 원숭이(영장류)의 효소 서열에서 높은 유사성을 보였으 나 닭고기와 제브라 피쉬는 코딩 영역에서만 유사성을 보였다. 이러한 분석은 진화 과정에서 어떤 게놈 기능이 보존되었는지,반대로 어떤 기능이 다양 화되었는지를 찾는 데 사용할 수 있습니다.

계통 발생 거리

계통 발생 거리는 두 유기체 사이의 분리 정도를 측정하는 데 사용되는 비 파라 메트릭 기능입니다. 이 매개 변수는 년 또는 세대에 걸쳐 누적된 시퀀스 변경 수를 기반으로 합니다. 이 거리는 유기체 사이의 서열 유사성에 반비례합니다-즉,서열 유사성이 적고,그들 사이의 계통 발생 거리가 더 많습니다.

유기체가 분리 된 이후 더 긴 계통 발생 거리(예:10 억 년)에서 일반적인 추론 만 수집 할 수 있습니다. 그러나,분리 이후 50-2 억년과 같은 더 가까운 계통 발생 거리에 대해,기능적 및 비 기능적 유전자가 구별 될 수 있으며,이는 이후에 코딩 영역,비 코딩 영역,규제 영역 등의 식별을 초래할 수있다.

계통 발생 거리가 5 백만 년 미만인 경우,서열 차이를 사용하여 모양과 형태의 더 작고 미묘한 차이를 추론 할 수 있습니다. 따라서 비교 게놈 차이는 많은 강력한 정보를 제공 할 수 있습니다.

비교 게놈의 장점

비교 게놈은 인간 게놈과 초파리가 유전자의 60%를 공유하는 것과 같은 흥미로운 통찰력을 이끌어 냈습니다. 또한 암 유전자의 거의 3 분의 2 가 초파리에서 상동 유전자를 가지고 있습니다. 이러한 결과는 인간 건강 연구에 지대한 영향을 미칩니다. 건강 외에도 농업,생명 공학,동물학,보존 생물학 등과 같은 다양한 분야에서 영향을 미칩니다.

원

• Touchman,J.(2010)비교 유전체학. 자연 교육 지식. Nature.com.
• 하디 슨,아르 자형. 비교 유전체학. 생물학. doi.org/10.1371/journal.pbio.0000058.
• 마우스 게놈 시퀀싱 컨소시엄. (2002). 마우스 게놈의 초기 시퀀싱 및 비교 분석. 자연. doi.org/10.1038/nature01262.

추가 읽기

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수랏 박사는 2016 년 인도 뭄바이 타타 기초 연구소에서 세포 생물학 및 기계 생물학 박사 학위를 취득했습니다. 그녀의 박사 학위에 앞서,수랏은 과학 학사 공부(B.Sc.)그녀는 에이즈에 관련된 단백질을 연구하기 위해 인도 과학 아카데미 여름 원정대를받는 동물학 학위. 그녀는 의학 윤리,데이터 조작,사이비 과학 및 미신,교육 및 인간 진화와 같은 광범위한 주제에 대한 특집 기사를 제작합니다. 그녀는 과학 커뮤니케이션에 대한 열정과 생명 과학의 모든 영역을 다루는 기사를 씁니다.

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