1. lidský chromozom
1. lidský chromozom je největší z lidských chromozomů , jeden ze 46 lidských chromozomů , jeden z lidských autozomů . Chromozom obsahuje více než 248 milionů párů bází [1] , což je přibližně 8 % celkového materiálu DNA lidské buňky [2] .
V současnosti se má za to, že na chromozomu 1 je 4505 genů , [1] což je více než předchozí předpovědi počtu genů na základě velikosti chromozomu.
Podle cytogenetické klasifikace patří chromozom 1 do skupiny chromozomů A, což znamená, že tento chromozom patří do skupiny největších lidských chromozomů a je metacentrický, to znamená, že má ramena (p- a q-) přibližně stejně dlouhé. Chromozom 1 má velkou heterochromatinovou oblast, která zahrnuje dva centromerické pásy 1p11 a 1q11 a také pericentromerický pás 1q12, které dohromady tvoří asi 5 % délky chromozomu 1 [3] .
Chromozom 1 obsahuje méně opakujících se rozptýlených sekvencí, než je průměr pro lidský genom (32,49 % oproti 45 %, v tomto pořadí). Tento rozdíl je způsoben především nižším obsahem dlouhých interspersed nukleárních elementů (LINE), které v chromozomu 1 obsahují 11,34 % celé délky chromozomu, zatímco průměrně lidský genom obsahuje asi 20 % LINE sekvencí [3] .
Práce na sekvenování 1. chromozomu byla koordinována Sangerovým institutem a byla poslední, kterou získal a publikoval Human Genome Project [4] [5] dvě desetiletí po svém vzniku.
Sekvenční dekódování
Přes dlouhodobou práci na dešifrování nukleotidové sekvence 1. chromozomu v rámci Human Genome Project zůstávají koncové sekvence nerozluštěny. Dešifrovanou část, která je dlouhá 248 956 422 párů bází, lze nalézt na webu GenBank [6] .
Geny
Chromozom 1 má průměrnou genovou hustotu asi 14,2 genů na 1 milion párů bází, což je téměř dvakrát více než průměr pro lidský genom (7,8 genů na 1 milion párů bází). Chromozom 1 je tedy jedním z nejvíce genově bohatých lidských chromozomů [2] .
Chromozom 1 obsahuje několik genových shluků kódujících funkčně a/nebo strukturně příbuzné transkripty . Nejvýznamnější je shluk genů epidermální diferenciace , který zaujímá 2,5 milionu párů bází v pásmu 1q21. Tento shluk obsahuje 14 genů specificky exprimovaných během diferenciace keratinocytů závislé na vápníku a 13 dalších genů patřících do rodiny proteinů vázajícího vápník S100 [3] .
Na chromozomu 1 jsou dva shluky kanonických histonových genů : v pásu 1q21 je shluk HIST2 obsahující 6 genů pro histony a v pásmu 1q42 je shluk HIST3 sestávající ze tří genů [7] .
Na q-raménku v pásech 1q22-q23 je shluk genů kódujících CD1 antigeny (CD1A-CD1E) a na tomto rameni, v pásech 1q23-q25, je shluk genů kódujících monooxygenázy obsahující flavin ( FM01-FM05).
Na p-raménku je nejvýznamnější shluk genů kódujících amylázy (AMY1A - AMY1C, AMY2A, AMY2AB), který se nachází v pásmu 1p21, shluk konnexinových genů (GJA4, GJA10, GJB3 - GJB5) v pás 1p34-p35.1 a také shluk genů glutathion -S-transferázy (GSTM1 - GSTM5) v pásmu 1p13.3 [3] .
Níže jsou uvedeny některé geny umístěné na 1. chromozomu .
Rameno p
- ACADM (1p31.1) acyl-CoA dehydrogenáza mastných kyselin se středním řetězcem (MCAD)
- ANGPTL3 (1p31.3) je protein z rodiny proteinů podobných angiopoetinu ;
- ANGPTL7 (1p36.22) je protein z rodiny proteinů podobných angiopoetinu ;
- CASP9 (1p36.21) - kaspáza 9, mediátor apoptózy ;
- CD2 (1p13.1) - membránový protein , intercelulární adhezní molekula;
- CD53 (1p13.3) - CD53 antigen nebo tetraspanin 25;
- COL11A1 (1p21.1) - ai - řetězec kolagenu typu XI ;
- CPT2 (1p32.3), karnitin palmitoyltransferáza 2;
- CLCN6 (1p36.22) - chloridový kanál 6;
- DAB1 (1p32.2) je homolog Drosophila postiženého genu 1 ;
- DBT (1p21.2) - dihydrolipoamid rozvětvená transacyláza E2 ;
- DIRAS3 (1p31.3), RAS-podobný GTP-vazebný protein 3 z rodiny DIRAS;
- EN01 (1p36.23) - a-enoláza nebo enoláza 1;
- ESPN (1p36.31) - espin;
- GALE (1p36.11) — UDP-galaktóza-4-epimeráza;
- GJB3 (1p34.3) - p3 - gap junction podjednotka 31 kDa nebo konexin 31;
- HMGCL (1p36.11) -3-hydroxymethyl-3-methylglutaryl-CoA-lyáza;
- HSD3B1 (1p12) -3p -hydroxy-A 5 -steroid dehydrogenáza a steroid-A-izomeráza 1;
- HSD3B2 (1p12) -3p-hydroxy-A 5 -steroid dehydrogenáza a steroid-A-izomeráza 2;
- KCNQ4 (1p34.2) - α-podjednotka napěťově řízeného draslíkového kanálu napěťově řízený draslíkový kanál , člen 4 podrodiny podobné KQT;
- KIF1B (1p36.22) je členem rodiny 1B kinesinů ;
- LIN28A (1p36.11) homolog A genu lin-28 C. elegans ;
- LRP8 (1p32.3) - receptor lipoproteinu 8 s nízkou hustotou, receptor apolipoproteinu E ;
- MFN2 (1p36,22) - mitofusin 2;
- MTHFR (1p36,22) - 5,10-methylentetrahydrofolát reduktáza;
- MUTYH (1p34.1) je homolog genu mutY E. coli ;
- NCDN (1p34.3) - neurochondrin;
- NGF (1p13.2) - β-podjednotka nervového růstového faktoru ;
- PARK7 (1p36.23) - asociovaná s Parkinsonovou nemocí autozomálně recesivního typu s časnou manifestací genu 7;
- PCSK9 (1p32.3), hydroláza z rodiny proprotein konvertáz;
- PDE4B (1p31.3) - fosfodiesteráza 4B;
- PINK1 (1p36.12) - PTEN -indukovatelná kináza 1;
- PLOD1 (1p36.22) — prokolagen-lysin 1 nebo 2-oxoglutarát-5-dioxygenáza 1;
- PTPRF (1p34.2), proteinová tyrosin fosfatáza F podobná receptoru;
- ROR1 (1p31.3), protein tyrosinkináza transmembránového receptoru ROR1;
- RPE65 (1p31.3) - enzym buněk sítnice ;
- SDC3 (1p35.2) - membránový protein , proteoglykan ze syndekanové rodiny;
- SESN2 (1p35.3) je protein z rodiny sestrinů;
- STMN1 (1p36.11) - statmin 1;
- TNFRSF4 (1p36.33), receptor superrodiny tumor nekrotizujícího faktoru (OX40; CD134);
- TNFRSF14 (1p36.32), receptor superrodiny receptoru tumor nekrotizujícího faktoru;
- TNFRSF18 (1p36.33), receptor superrodiny receptoru tumor nekrotizujícího faktoru;
- TSHB (1p13.2) - β-podjednotka hormonu stimulujícího štítnou žlázu ;
- UBIAD1 (1p36.22), protein obsahující prenyltransferázovou doménu;
- UROD (1p34.1) - uroporfyrinogen dekarboxyláza.
Rameno q
- AGT (1q42.2) - angiotenzinogen;
- AIM2 (1q23.1-q23.2) - cytokin ;
- APOA2 (1q23.3) — apolipoprotein A-II;
- ARNT (1q21.3) - nukleární translokátor receptoru aromatických uhlovodíků ( AHR )
- AQP10 (1q21.3) - vodní kanál skupiny aquaporinů
- ASPM (1q31.3 [8] ) je s mikrocefalií asociovaný homolog genu Drosophila asp ;
- CD34 (1q32.2) - adhezní molekula kmenových buněk ;
- CD46 (1q32.2) - inhibiční receptor komplementu;
- CRB1 (1q31.3) - homolog 1 genu Drosophila crumbs ;
- CRP (1q23.2), C-reaktivní protein;
- DDR2 (1q23.3) - membránový protein, receptor tyrosinkinázy ;
- DISC1 (1q42.2) - „narušený při schizofrenii“ gen 1;
- F5 (1q24.2) - koagulační faktor V, nebo proakcelerin, nebo labilní faktor;
- FMO3 (1q24.3), monooxygenáza 3 obsahující flavin;
- GBA [9] (1q22) — kyselá β-glukosidáza; spojené s Parkinsonovou nemocí [10] ;
- HFE2A (1q21.1) - asociovaný s genem 2 juvenilní hemochromatózy typu II nebo hemojuvelinem;
- HPC1 (1q25.3), gen 1 spojený s dědičnou rakovinou prostaty ;
- HSD11B1 (1q32.2) - 11-p-hydroxysteroid dehydrogenáza typu 1;
- IRF6 (1q32.2) - faktor 6 regulující interferon;
- ITGA10 (1q21.1) je glykoprotein ze superrodiny integrinů (alfa-10);
- LAMB3 (1q32.2) - β3 řetězec lamininů ;
- LMNA (1q22) - lamin A a lamin C;
- LYST (1q42.3) - regulátor lysozomálního transportu ;
- MPZ (1q23.3), myelinový bazický protein;
- MTR (1q43) - 5-methyltetrahydrofolát homocysteinmethyltransferáza (methionin syntetáza);
- MUC1 (1q22) - mucin , ochranný protein na povrchu epiteliálních buněk;
- MYOC (1q24.3) - myocylin nebo protein, který indukuje glukokortikoidní odpověď trabekulární síťoviny ;
- NCF2 (1q25.3), cytosolický neutrofilní faktor 2;
- NGFR (17q21.33) - receptor nervového růstového faktoru ;
- NID1 (1q42.3) - nidogen 1;
- NLRP3 (1q44) - kryopyrin;
- NOS1AP (1q23.3), adaptorový protein neuronální NO syntázy;
- NTRK1 (1q23.1), neurotrofní receptor tyrosinkináza 1;
- PLXNA2 (1q32.2) - plexin A2;
- PPOX (1q23.3), protoporfyrinogen oxidáza;
- PROX1 (1q32.3) - homeobox transkripční faktor Prospero 1, marker endoteliálních buněk lymfatických cév ;
- PTPRC (1q31.3-q32.1), typ receptoru tyrosin protein fosfatázy C (CD45);
- PSEN2 (1q42.13) - presenilin 2;
- RGS4 (1q23.3) - regulátor aktivity G-proteinu ;
- SELE (1q24,2) - E-selektin;
- PRODÁM ( 1q24,2 ) - L-selektin;
- SELP (1q24.2) - P-selektin;
- SDHB (1p36.13) - podjednotka B sukcinátdehydrogenázy ;
- SHCI (1q21.3), adaptorový protein signální kaskády růstového faktoru;
- SLAMF1 (1q23.3) je lymfocytární receptor (CD150).
- TNFSF4 (1q25.1), cytokin z rodiny tumor nekrotizujícího faktoru (OX40L);
- TNNT2 (1q32.1) - srdeční troponin T, typ 2;
- USH2A (1q41) je gen spojený s Usherovým syndromem 2A.
Nemoci a poruchy
Existuje asi 350 známých genetických onemocnění spojených s chromozomem 1 [2] ; přestavby a mutace v tomto chromozomu vedou k rakovině a mnoha dalším nemocem. Následují některá onemocnění spojená s geny 1. chromozomu:
Poznámky
- ↑ 1 2 Zobrazení mapy lidského chromozomu 1 . Databáze VEGA (vertebrate Genome Annotation) . Wellcome Trust Sanger Institute . — Chromozomová mapa a její hlavní parametry: velikost, počet genů atd. Archivováno 5. dubna 2012. (Přístup: 13. listopadu 2009)
- ↑ 1 2 3 S. G. Gregory, K. F. Barlow, K. E. McLay a kol. Sekvence DNA a biologická anotace lidského chromozomu 1 // Příroda . — květen 2006 . — Ne. 441 . - str. 315-321 . Archivováno z originálu 26. března 2015. doi : 10.1038/nature04727 . PMID 16710414 . (Přístup: 13. listopadu 2009)
- ↑ 1 2 3 4 Přírodní encyklopedie lidského genomu / David N. Cooper. - Londýn, New York a Tokio: Nature Publishing group, 2003. - Sv. 1. - S. 551-559. — ISBN 0-333-80386-8 .
- ↑ Landmark HGP Papers . Informace o projektu lidského genomu . Projekt lidského genomu . Archivováno z originálu 5. dubna 2012. (Přístup: 3. srpna 2009)
- ↑ Zveřejněna závěrečná „kapitola“ genomu . Zprávy BBC . BBC . Archivováno z originálu 5. dubna 2012. (Vstup: 4. srpna 2009)
- ↑ Homo sapiens chromozom 1 , GRCh38.p13 Primární sestavení . — Nukleotidová sekvence 1. chromozomu. Získáno 16. února 2020. Archivováno z originálu dne 15. dubna 2020.
- ↑ Marzluff WF, Gongidi P., Woods KR, Jin J., Maltais LJ Lidské a myší replikačně závislé histonové geny // Genomics : journal. - Academic Press , 2002. - Listopad ( roč. 80 , č. 5 ). - str. 487-498 . — PMID 12408966 . Archivováno z originálu 5. března 2016.
- ↑ Ada Hamosh. 605481 - ABNORMÁLNÍ VŘETENOVÉ, SPOJENÉ S MIKROCEFALY; ASPM (anglicky) . OMIM (7. září 2018). Získáno 17. prosince 2018. Archivováno z originálu 17. února 2019.
- ↑ Gen GBA (gen glukocerebrosidázy) . medbiol.ru _ Staženo 17. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 20. února 2020. (Ruština)
- ↑ Stephen Mullin, Laura Smith, Katherine Lee, Gayle D'Souza, Philip Woodgate. Ambroxol pro léčbu pacientů s Parkinsonovou nemocí s mutacemi genu pro glukocerebrozidázu a bez nich: nerandomizovaná, nekontrolovaná studie // neurologie JAMA. - 04 01, 2020. - T. 77 , no. 4 . — S. 427–434 . — ISSN 2168-6157 . - doi : 10.1001/jamaneurol.2019.4611 . Archivováno z originálu 5. dubna 2021.