Hva Er Komparativ Genomikk?

Av Dr. Surat P, Ph. D. Vurdert Av Dr. Tomislav Mešć, MD, Ph. D.

Komparativ genomikk er et felt av biologi hvor genomet av forskjellige arter sammenlignes med hverandre for å forstå evolusjonære og molekylære forskjeller mellom arter. Utviklingen av lavpris, neste generasjons sekvensering har gjort det mulig å analysere en mengde relaterte genomer ved hjelp av sammenlignende genomikk. Denne artikkelen tar sikte på å beskrive teknikkene som brukes i komparativ genomikk og deres fordeler / ulemper.

Hopp til:

• Genomsekvensering og genomsammenligning
• DNA-sekvensering og synteny
• Homolog DNA-analyse
• Fylogenetisk avstand
• Fordeler med komparativ genomikk

vrx /

Genomsekvensering og genomsammenligning

Genetisk informasjon er kodet av fire nukleosider: adenin, cytosin, guanin og tymin. Bestemmelse av rekkefølgen av disse nukleosidene i lineært DNA danner grunnlaget for sekvensering. Sammen med det menneskelige genomet har genomene til flere modellorganismer nå blitt sekvensert-inkludert sjimpanser, mus, fruktfluer, pufferfisk, rundorm, bakergær og bakterier. Totalt har genomene av mer enn 1000 prokaryote organismer og 1300 arter blitt sekvensert til dags dato.

det første trinnet i komparativ genomikk er å sammenligne generelle egenskaper som: genomstørrelse, antall gener og kromosomnummer. For Eksempel Har Arabidopsis (en plante) et mindre genom sammenlignet med Drosophila, fruktfluen som har dobbelt så mange gener. Interessant nok er genomstørrelsen Til Arabidopsis lik mennesker, noe som tyder på at genomstørrelsen ikke er en indikator på kompleksitet eller evolusjonær status.

DNA-sekvensering og synteny

Synteny er en metode der gener er arrangert i lignende blokker på tvers av arter for å identifisere lignende og ulike regioner. Graden av likhet og ulikhet kan variere på tvers av kromosomene. For eksempel tilsvarer kromosom 20 av mennesker nesten helt til musens andre kromosom.

tilsvarende tilsvarer det syttende kromosom av mennesker med kromosom 11 av musen. Dermed kan analysen vise hvordan kromosomale endringer som har skjedd i mus og menneskelige kromosomer siden de divergerte fra en felles forfedre for nesten 75-80 millioner år siden.

Homolog DNA analyse

En annen metode som brukes i komparativ genomikk er homologi analyse, hvor homologe kromosomer av forskjellige arter er justert. For eksempel, i en studie, var genet for enzym pyruvat kinase hos mennesker justert med den homologe enzymsekvensformen hund, mus, kylling og sebrafisk (blant andre), og deretter ble regionene med høy sekvenslikhet plottet.

slik analyse viste høy likhet i enzymsekvensene av menneske og makak (en primat), mens kylling og sebrafisk viste likhet bare i de kodende områdene. Slike analyser kan brukes til å finne hvilke genomiske egenskaper som har blitt bevart i løpet av evolusjonen, og omvendt hvilke funksjoner som har diversifisert.

Fylogenetisk avstand

Fylogenetisk avstand er et ikke-parametrisk trekk som brukes til å måle graden av separasjon mellom to organismer. Denne parameteren er basert på antall sekvensendringer som har akkumulert over en periode på år eller generasjoner. Denne avstanden er omvendt proporsjonal med sekvenslikheten mellom organismene – dvs. mindre sekvenslikheten, mer er fylogenetisk avstand mellom dem.

over lengre fylogenetiske avstander (for eksempel en milliard år) siden organismene separert, kan bare generelle slutninger samles. Men for nærmere fylogenetiske avstander, for eksempel 50-200 millioner år siden separasjon, kan funksjonelt OG ikke-funksjonelt DNA diskrimineres, noe som senere kan føre til identifisering av kodende regioner, ikke-kodende Rna, regulatoriske regioner etc.

for fylogenetiske avstander mindre enn 5 millioner år kan sekvensforskjeller brukes til å utlede mindre og subtile forskjeller i form og form. Derfor kan komparative genomiske forskjeller gi mye kraftig informasjon.

Fordeler med komparativ genomikk

Komparative genomer har ført til interessante innsikter, slik som at menneskelig genom og bananflue deler 60% av sine gener. Også nesten to tredjedeler av kreftgenene har homologe gener i fruktfluen. Slike resultater har en dyp innvirkning på menneskers helseforskning. Bortsett fra helse har det også implikasjoner på ulike felt som landbruk, bioteknologi, zoologi, bevaringsbiologi, etc.

Videre Lesing

• Alt Genomikkinnhold
• Hva Er Genomikk?
• Neste Generasjons Sekvensering: Grunnleggende
• Genomanalyse
• Hvor Viktig Er Intronisk Variasjon?

Skrevet av

Dr. Surat P

Dr. Surat uteksaminert Med En Ph. D. I Cellebiologi og Mekanobiologi fra Tata Institute Of Fundamental Research (Mumbai, India) i 2016. Før Hennes Ph. D. studerte Surat For En Bachelor Of Science (B.Sc.) Grad I Zoologi, der hun var mottaker Av En Indisk Academy Of Sciences Summer Fellowship å studere proteiner involvert I AIDs. Hun produserer kronikker om et bredt spekter av emner, som medisinsk etikk, datamanipulering, pseudovitenskap og overtro, utdanning og menneskelig evolusjon. Hun er lidenskapelig opptatt av vitenskapskommunikasjon og skriver artikler som dekker alle områder innen biovitenskap.

Sitater