Repetitivní sekvence v genomu člověka

Z WikiSkript

Lidský genom se skládá z nerepetitivní neboli jedinečné DNA a z repetitivních DNA sekvencí. Repetitivní sekvence mají význam jak při genové expresi, tak například i při determinaci architektury chromozomů nebo buněčného jadérka. [1]

Rozdělení[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Tandemově opakované[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

VNTR (Variable number of tandem repeats) – Polymorfismus detekovatelný Southernovovou metodou, specifickou sondou nebo PCR. Jednotlivé kopie následují jedna za druhou na určitém místě v genomu. Jsou variabilní v počtu opakování jednotek na příslušném lokusu mezi různými chromozómy.

  • Dělí se do podskupin:
    1. makrosatelitní
      • zejména v okolí centromer
      • detekovatelné cytogeneticky jako bloky heterochromatinu (zejména chromozomy 1, 9,16 a Y)
    2. minisatelitní
      • opakující se jednotka 5–30 pb
      • podkladem řady polymorfismů
    3. mikrosatelitní
      • také podkladem řady polymorfismů DNA (využití pro nepřímou diagnostiku, identifikaci osob)
      • existují i polymorfní úseky tvořené jedním nukleotidem (zejména (A)n)
    4. telomerické repetice
      • několik kb dlouhé bloky (TTAGGG)n
      • zkracovány během dělení, udržovány telomerázou v některých buňkách (zárodečné, kmenové, některé nádorové).

Rozptýlené[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Rozptýlené repetice jsou roztroušeny po celém genomu. Většina z těchto sekvencí má schopnost se pohybovat v rámci DNA (transpozice). Sekvence jsou pak nazývány transpozony.

  1. Retrotranspozony - jejich typickou vlastností je schopnost se „kopírovat“. Tento děj je zahájen transkripcí DNA do RNA a vložením úseku pomocí reverzní transkriptázy zpět do původního řetězce. Typ sekvence LINE (5 – 7 kb) je autonomní. Kóduje tedy porteiny nezbytné pro retrotranspozici. Druhým typem sekvence jsou SINE. Jsou mnohem kratší (100-400 bp). Bývají přidruženy k sekvencím LINE, které umožňuje jejich mobilitu
  2. DNA transpozony - v tomto případě je sekvence „vystřižena“ a přemístěna na jiný úsek genomu.

Význam[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Přispívají k plasticitě genomu, což je chápáno jako důležitý evoluční přínos. Mohou být ale zdrojem nehomologních rekombinací vedoucích k delecím, inversím apod. Na úrovni jedince mohou také být zdrojem škodlivých mutací. Amplifikací intragenové repetitivní sekvence (většinou trinukleotidové) může vzniknout skupina lidských dědičných chorob.

Syndromy způsobené expanzí trinukleotidových repetic[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Dynamické mutace.

Syndromy způsobené expanzí trinukleotidových repetic jsou způsobeny nestabilními/dynamickými mutacemi. Zděděné změny v počtu repetic tří nukleotidů (CAG, CTG, CGC, GAA) uvnitř nebo mimo příslušného genu. Do určitého počtu opakování trinukleotidů se onemocnění neprojeví, hovoříme o tzv. premutaci. V průběhu meiotického dělení se počty repetic mohou zvýšit až k plné mutaci. Plná mutace je následně předána potomku v další generaci, který bude postižen.

Příklady syndromů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Pro syndrom fragilního X je typický protáhlý obličej, velké uši, prominence brady.
  • Huntingtonova chorea
    • 5´konec genu – repetice CAG
    • normálně 10–34 opakování
    • postižení mají 42–100 kopií
  • Myotonická dystrofie
    • za 3´koncem genu repetice tripletu CTG
    • postižení mají 50 repetic a více
  • Friedreichova ataxie
    • GAA opakování v intronu genu
  • Syndrom fragilního X (fraX)
    • Amplifikace tripletů CCG v genu FMR1 v regionu FRAXA (fragilní místo), který se nachází na dlouhých raménkách chromozomu X.
    • Do 50 repetic – normální alela
    • 50–200 repetic – premutace, zpravidla bez fenotypového projevu
    • 200–230 repetic – plná mutace


Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • KOČÁREK, Eduard, Martin PÁNEK a Drahuše NOVOTNÁ. Klinická cytogenetika I : úvod do klinické cytogenetiky, vyšetřovací metody v klinické cytogenetice. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2006. 120 s. ISBN 80-246-1069-8.
  • GOETZ, Petr. Vybrané kapitoly z lékařské biologie I. 1. vydání. Jinočany : H & H, 1994. 176 s. ISBN 80-85787-56-3.
  • GOETZ, Petr, et al. Vybrané kapitoly z lékařské biologie II. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2002. 139 s. ISBN 80-246-0320-9.
  • MOYZIS, R K, K L ALBRIGHT a M F BARTHOLDI, et al. Human chromosome-specific repetitive DNA sequences: novel markers for genetic analysis. Chromosoma [online]. 1987, vol. 95, no. 6, s. 375-86, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3677921>. ISSN 0009-5915. 

Reference[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  1. MOYZIS, R K, K L ALBRIGHT a M F BARTHOLDI, et al. Human chromosome-specific repetitive DNA sequences: novel markers for genetic analysis. Chromosoma [online]. 1987, vol. 95, no. 6, s. 375-86, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3677921>. ISSN 0009-5915.