Делеция (генетика)
В генетике делеция Δ (также называемая делецией гена , дефицитом или делеционной мутацией ) (знак: ) — это мутация (генетическая аберрация), при которой часть хромосомы или последовательность ДНК не учитывается во время репликации ДНК. любое количество нуклеотидов Удалить можно : от одного основания до целого участка хромосомы. [1] Некоторые хромосомы имеют хрупкие места, где происходят разрывы, приводящие к удалению части хромосомы. Разрывы могут быть вызваны воздействием тепла, вирусов, радиации или химических реакций. Когда хромосома ломается, если часть ее удаляется или теряется, недостающий участок хромосомы называется делецией или дефицитом. [2]
Чтобы синапсис возник между хромосомой с большим дефицитом вставок и нормальным полным гомологом, непарная область нормального гомолога должна выйти из линейной структуры в петлю делеции или компенсации .
одного Наименьшие мутации с делецией одного основания происходят в результате переворота основания в матричной ДНК с последующим проскальзыванием цепи матричной ДНК в активном сайте ДНК-полимеразы. [3] [4] [5]
Делеции могут быть вызваны ошибками хромосомного скрещивания во время мейоза , что вызывает ряд серьезных генетических заболеваний . Делеции, которые не происходят в кратных трем основаниям, могут вызвать сдвиг рамки считывания за счет изменения рамки считывания трехнуклеотидного белка генетической последовательности. Делеции характерны для эукариотических организмов, включая человека, но не для прокариотических организмов, таких как бактерии.
Причины
[ редактировать ]Причины включают следующее:
- Потери от транслокации
- Хромосомные кроссоверы в рамках хромосомной инверсии
- Неравный переход
- Разрыв без повторного присоединения
Типы
[ редактировать ]Типы удаления включают в себя следующее:
- Терминальная делеция – делеция, происходящая ближе к концу хромосомы.
- Интеркалярная/интерстициальная делеция – делеция, происходящая изнутри хромосомы.
- Микроделеция – относительно небольшой объем делеции (до 5 Мб, который может включать в себя десяток генов).
Микроделеции обычно обнаруживаются у детей с физическими отклонениями. Большое количество делеций приведет к немедленному аборту (выкидышу).
Номенклатура
[ редактировать ]
Международная система цитогеномной номенклатуры человека (ISCN) — это международный стандарт хромосом человека номенклатуры , который включает названия полос, символы и сокращенные термины, используемые при описании хромосом человека и хромосомных аномалий. Сокращения включают знак минус (-) для делеций хромосом и del для делеций частей хромосомы. [7]
Эффекты
[ редактировать ]Небольшие делеции с меньшей вероятностью будут фатальными; большие делеции обычно фатальны – всегда существуют вариации, зависящие от того, какие гены потеряны. Некоторые делеции среднего размера приводят к распознаваемым заболеваниям человека, например синдрому Вильямса .
Удаление ряда пар, которое не делится без остатка на три, приведет к мутации сдвига рамки считывания , в результате чего все кодоны, возникающие после делеции, будут считываться неправильно во время трансляции , создавая сильно измененный и потенциально нефункциональный белок . Напротив, делеция, которая делится без остатка на три, называется делецией в кадре . [8]
Делеции ответственны за ряд генетических нарушений, включая некоторые случаи мужского бесплодия , две трети случаев мышечной дистрофии Дюшенна , [1] и две трети случаев муковисцидоза (вызванных ΔF508 ). [9] Удаление части короткого плеча хромосомы 5 приводит к синдрому крика дю чата . [1] Делеции в гене, кодирующем SMN, вызывают спинальную мышечную атрофию , наиболее распространенную генетическую причину детской смертности.
Микроделеции связаны со многими различными состояниями, включая синдром Ангельмана, синдром Прадера-Вилли и синдром ДиДжорджа. [10] Некоторые синдромы, в том числе синдром Ангельмана и синдром Прадера-Вилли, связаны как с микроделециями, так и с геномным импринтингом, а это означает, что одна и та же микроделеция может вызывать два разных синдрома в зависимости от того, от какого родителя произошла делеция. [11]
Недавние работы показывают, что некоторые делеции высококонсервативных последовательностей (CONDEL) могут быть ответственны за эволюционные различия, существующие между близкородственными видами. Такие делеции у людей, называемые hCONDELs , могут быть ответственны за анатомические и поведенческие различия между людьми, шимпанзе и другими видами млекопитающих, таких как обезьяны или мартышки. [12]
Недавняя комплексная классификация на уровне пациентов и количественная оценка драйверных событий в когортах TCGA показали, что в среднем на одну опухоль приходится 12 драйверных событий, из которых 2,1 являются делециями опухолевых супрессоров . [13]
Обнаружение
[ редактировать ]Внедрение молекулярных методов в сочетании с классическими цитогенетическими методами в последние годы значительно улучшило диагностический потенциал хромосомных аномалий. В частности, сравнительная геномная гибридизация на микрочипах (CGH), основанная на использовании клонов BAC, обещает чувствительную стратегию обнаружения изменений числа копий ДНК в масштабе всего генома. Разрешение обнаружения может достигать> 30 000 «полос», а размер обнаруженной хромосомной делеции может составлять всего 5–20 т.п.н. в длину. [14] Для обнаружения ошибок удаления секвенирования ДНК были выбраны другие методы вычислений, такие как профилирование конечной последовательности . [15] [16]
Делеции митохондриальной ДНК
[ редактировать ]У дрожжей Saccharomyces cerevisiae ядерные гены Rad51 p, Rad52 p и Rad59p кодируют белки, которые необходимы для рекомбинационной репарации и используются для восстановления двухцепочечных разрывов в митохондриальной ДНК . [17] Потеря этих белков снижает частоту спонтанных делеций ДНК в митохондриях. [17] Это открытие означает, что восстановление двухцепочечных разрывов ДНК путем гомологичной рекомбинации является этапом образования делеций митохондриальной ДНК.
См. также
[ редактировать ]- Индел
- Хромосомные аномалии
- Нулевой аллель
- Список генетических нарушений
- Медицинская генетика
- Микроделеционный синдром
- Синдром хромосомной делеции
- Вставка (генетика)
- делеция 10q26
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Льюис, Р. (2004). Генетика человека: концепции и приложения (6-е изд.). МакГроу Хилл. ISBN 978-0072951745 .
- ^ Клуг, Уильям С. (2015). Понятия генетики . Майкл Р. Каммингс, Шарлотта А. Спенсер, Майкл Анджело Палладино (Одиннадцатое изд.). Бостон. ISBN 978-0-321-94891-5 . OCLC 880404074 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Банавали, Нилеш К. (2013). «Частичное переворачивание оснований достаточно для проскальзывания цепи вблизи концов дуплекса ДНК». Журнал Американского химического общества . 135 (22): 8274–8282. дои : 10.1021/ja401573j . ПМИД 23692220 .
- ^ Банавали, Нилеш К. (2013). «Анализ взаимосвязи между переворотом одного основания и проскальзыванием цепи вблизи концов дуплекса ДНК». Журнал физической химии Б. 117 (46): 14320–14328. дои : 10.1021/jp408957c . ПМИД 24206351 .
- ^ Манджари, Свати Р.; Пата, Дженис Д.; Банавали, Нилеш К. (2014). «Раскладывание цитозина и проскальзывание цепи в последовательности мутаций вставки-делеции в дуплексе ДНК, содержащем выступающий элемент» . Биохимия . 53 (23): 3807–3816. дои : 10.1021/bi500189g . ПМК 4063443 . ПМИД 24854722 .
- ^ Уоррендер Дж. Д., Мурман А. В., Лорд П. (2019). «Полностью вычислительное и разумное представление кариотипов» . Биоинформатика . 35 (24): 5264–5270. doi : 10.1093/биоинформатика/btz440 . ПМК 6954653 . ПМИД 31228194 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- «Это статья в открытом доступе, распространяемая на условиях лицензии Creative Commons Attribution License ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ )» - ^ «Символы ISCN и сокращенные термины» . Институт медицинских исследований Кориелла . Проверено 27 октября 2022 г.
- ^ LSDB — Термины контролируемого словаря. Архивировано 6 октября 2011 г. в Wayback Machine в Центре знаний GEN2PHEN. Размещено в пятницу, 01.08.2010.
- ^ Митчелл, Ричард Шеппард; Кумар, Винай; Роббинс, Стэнли Л.; Аббас, Абул К.; Фаусто, Нельсон (2007). Основная патология Роббинса . Сондерс/Эльзевир. ISBN 978-1-4160-2973-1 .
- ^ Срур, Мириам; Шевелл, Майкл (01 января 2015 г.), Розенберг, Роджер Н.; Паскуаль, Хуан М. (ред.), «Глава 14 - Глобальная задержка развития и умственная отсталость» , Молекулярные и генетические основы неврологических и психиатрических заболеваний Розенберга (пятое издание) , Бостон: Academic Press, стр. 151–161, ISBN 978-0-12-410529-4 , получено 7 января 2022 г.
- ^ Калснер, Луиза; Чемберлен, Сторми Дж. (22 апреля 2015 г.). «Синдромы дупликации Прадера-Вилли, Ангельмана и 15q11-q13» . Детские клиники Северной Америки . 62 (3): 587–606. дои : 10.1016/j.pcl.2015.03.004 . ISSN 0031-3955 . ПМЦ 4449422 . ПМИД 26022164 .
- ^ Маклин С.А., Рено П.Л., Поллен А.А., Бассан А.И., Капеллини Т.Д., Гюнтер С., Инджеян В.Б., Лим Х, Менке Д.Б., Шаар Б.Т., Венгер А.М., Беджерано Г., Кингсли Д.М. (март 2011 г.). «Специфическая для человека потеря регуляторной ДНК и эволюция специфичных для человека черт» . Природа . 471 (7337): 216–9. Бибкод : 2011Natur.471..216M . дои : 10.1038/nature09774 . ПМК 3071156 . ПМИД 21390129 .
- ^ Вяткин, Алексей Дмитриевич; Отнюков Данила Владимирович; Леонов Сергей В.; Беликов, Алексей В. (14 января 2022 г.). «Комплексная классификация на уровне пациентов и количественная оценка драйверных событий в когортах TCGA PanCanAtlas» . ПЛОС Генетика . 18 (1): e1009996. дои : 10.1371/journal.pgen.1009996 . ПМЦ 8759692 . ПМИД 35030162 .
- ^ Рен, Х. (май 2005 г.). «Микрочип ПЦР-фрагментов на основе BAC: обнаружение хромосомных делеций и точек останова дупликации с высоким разрешением» . Человеческая мутация . 25 (5): 476–482. дои : 10.1002/humu.20164 . ПМИД 15832308 . S2CID 28030180 .
- ^ Шмилович, А.; Бен-Гал, И. (2007). «Использование модели VOM для реконструкции потенциальных областей кодирования в последовательностях EST» (PDF) . Журнал вычислительной статистики . 22 (1): 49–69. дои : 10.1007/s00180-007-0021-8 . S2CID 2737235 . Архивировано из оригинала (PDF) 31 мая 2020 г. Проверено 10 января 2014 г.
- ^ Волик, С.; Чжао, С.; Чин, К.; Бребнер, Дж. Х.; Херндон, ДР; Тао, К.; Ковбель, Д.; Хуанг, Г.; Лапук, А.; Куо, В.-Л.; Магран, Г.; де Йонг, П.; Грей, Дж.В.; Коллинз, К. (4 июня 2003 г.). «Профилирование конечных последовательностей: анализ аберрантных геномов на основе последовательностей» . Труды Национальной академии наук . 100 (13): 7696–7701. Бибкод : 2003PNAS..100.7696V . дои : 10.1073/pnas.1232418100 . ПМК 164650 . ПМИД 12788976 .
- ^ Jump up to: а б Иванетич, К.М.; Лукас, С.; Марш, Дж.А.; Зиман, MR; Кац, И.Д.; Брэдшоу, Джей-Джей (1978). «Органические соединения. Их взаимодействие и деградация микросомальных ферментов печени, метаболизирующих лекарства, in vitro». Метаболизм и утилизация лекарств: биологическая судьба химических веществ . 6 (3): 218–225. ПМИД 26540 .
