Ljudski genom

Ljudski genom je kompletan set sekvenci nukleinske kiseline (genetičkih informacija) čovjeka (Homo sapiens sapiens). Ova informacija je kodirana u DNK unutar 23 hromosomska para i na malim DNK molekulama pojedinačnih mitohondrija. Ljudski genom uključuje kodirajuću i nekodirajuću DNK. Haploidni set ljudskog genoma (u jajetu i spermatozoidu) sastoji se od tri milijarde DNK baznih parova, dok diploidni genom (u somatskim ćelijama) ima dva puta veći sadržaj DNK. Postoje i značajne međuindividualne razlike ovog genoma (u visini od 0,1%).

Idealizirani normalni humani genom – Idiogram diploidne hromosomske garniture u verzijama oba spola: muški XY i ženski XX (hromosomi su poredani prema razini centromere). Mitohondrijska DNK nije prikazana.

Projekat humanog genoma (Human Genome Project) je producirao prve kompletne sekvence ljudsog genoma. Već 2012. kompletirane su sekvence hiljada ljudskih genoma, a mnogo više ih je mapirano na nižem stepenu rezolucije. Ostvareni rezultati su dostupni širom svijeta za biološke i medicinske nauke, bioantropologiju forenzičku genetiku i druge grane nauke.^[1]

To je omogućilo da genetičke studije snažno napreduju u dijagnostici i liječenju bolesti i podstaklo razvoj mnogih područja biologije, uključujući i antropogeniju.^{[2][3][4][5][6]}

Većina (iako vjerojatno ne svi) geni su identificirani kombinacijom visoke usaglašenosti eksperimentalnih i bioinformatičkih pristupa. Ipak mnogo toga još treba učiniti da bi se dodatno rasvijetlile biološke funkcije svih proteina i RNK proizvoda. Nedavni rezultati ukazuju na to da je većina ogromne količine neodirajuće DNKu genomu povezana sa biohemijskim djelovanjem, uključujući i regulaciju genske ekspresije, organizaciju hromatina i hromosomske arhitekture. Signalna kontrola se nasljeđuje epigenetički.

Protein-kodirajuće sekvence čine vrlo mali dio genoma (oko 1,5%), a ostatak je u vezi sa molekulama nekodirajuće RNK.^[7]

Molekulska organizacija

Ukupna dužina ljudskog genoma je više od 3 milijarde parova baza. Genom je organiziran ju 22 para hromosoma, uz X hromosoma (jedan u muškaraca, dva kod žena), a kod muškaraca je još i (samo jedan) Y hromosom. Genom također uključuje i DNK mitohondrija – relativno male kružne molekule prisutne u svakoj mitohondriji. Prikazane osnovne informacije o ovim molekulu i sadržaju gena (u tabeli koja slijedi), zasnovane su na analizi referentnog genoma i ne predstavljaju sekvencu nijednog pojedinca (Izvor podataka:Ensembl genome browser release 68)

Hromosom	Dužina (mm)	Parovi baza	Varijacije	Potvrđeni proteini	Upitni proteini	Pseudogeni	miRNK	rRNK	snRNK	snoRNK	Misc ncRNK	Linkovi	Centromerna pozicija (Mbp)	Kumulativno (%)
1	85	249,250,621	4,401,091	2,012	31	1,130	134	66	221	145	106	EBI	125.0	7.9
2	83	243,199,373	4,607,702	1,203	50	948	115	40	161	117	93	EBI	93.3	16.2
3	67	198,022,430	3,894,345	1,040	25	719	99	29	138	87	77	EBI	91.0	23.0
4	65	191,154,276	3,673,892	718	39	698	92	24	120	56	71	EBI	50.4	29.6
5	62	180,915,260	3,436,667	849	24	676	83	25	106	61	68	EBI	48.4	35.8
6	58	171,115,067	3,360,890	1,002	39	731	81	26	111	73	67	EBI	61.0	41.6
7	54	159,138,663	3,045,992	866	34	803	90	24	90	76	70	EBI	59.9	47.1
8	50	146,364,022	2,890,692	659	39	568	80	28	86	52	42	EBI	45.6	52.0
9	48	141,213,431	2,581,827	785	15	714	69	19	66	51	55	EBI	49.0	56.3
10	46	135,534,747	2,609,802	745	18	500	64	32	87	56	56	EBI	40.2	60.9
11	46	135,006,516	2,607,254	1,258	48	775	63	24	74	76	53	EBI	53.7	65.4
12	45	133,851,895	2,482,194	1,003	47	582	72	27	106	62	69	EBI	35.8	70.0
13	39	115,169,878	1,814,242	318	8	323	42	16	45	34	36	EBI	17.9	73.4
14	36	107,349,540	1,712,799	601	50	472	92	10	65	97	46	EBI	17.6	76.4
15	35	102,531,392	1,577,346	562	43	473	78	13	63	136	39	EBI	19.0	79.3
16	31	90,354,753	1,747,136	805	65	429	52	32	53	58	34	EBI	36.6	82.0
17	28	81,195,210	1,491,841	1,158	44	300	61	15	80	71	46	EBI	24.0	84.8
18	27	78,077,248	1,448,602	268	20	59	32	13	51	36	EBI	17.2	87.4
19	20	59,128,983	1,171,356	1,399	26	181	110	13	29	31	15	EBI	26.5	89.3
20	21	63,025,520	1,206,753	533	13	213	57	15	46	37	34	EBI	27.5	91.4
21	16	48,129,895	787,784	225	8	150	16	5	21	19	8	EBI	13.2	92.6
22	17	51,304,566	745,778	431	21	308	31	5	23	23	23	EBI	14.7	93.8
X	53	155,270,560	2,174,952	815	23	780	128	22	85	64	52	EBI	60.6	99.1
Y	20	59,373,566	286,812	45	8	327	15	7	17	3	2	EBI	12.5	100.0
Mitohondrijska DNK (mtDNK)	0.0054	16,569	929	13	0	0	0	2	0	0	22	EBI	N/A	100.0

Sumarizirani su fizička organizacija i genski sadržaj ljudskog genoma, sa linkovima originalne analize, kako je publicirano u Ensembl bazi podataka na European Bioinformatics Institute (EBI) i Wellcome Trust Sanger Institute. Dužina hromosoma je procijenjena množenjem broja baznih parova sa 0.34 nanometra [distanca između baznih parova u DNK dvostrukom heliksu. Broj proteina je baziran na broju inicijalnih prekursornih mRNA transkripata , ne uključujući produkte alternativnog „splajsinga“ (alternativnog pre-mRNA splajsinga) ili modifikacije proteinskih struktura koje se javljaju translacije.^{[8][9][10][11][12][13][14][15]}

Također pogledajte

• Citogenetika
• Genom
• Genomika
• Hromosom
• Hromosomska garnitura

Reference

1. Eddy S. R. (2001): Non-coding RNA genes and the modern RNA world. Nature Reviews Genetics (Nature Publishing Group) 2 (12): 919–929.doi:10.1038/35103511. PMID 11733745.
2. Varki A., Altheide T. K. (2005). Comparing the human and chimpanzee genomes: searching for needles in a haystack.. Genome Research 15 (12): 1746–58. doi:10.1101/gr.3737405. PMID 16339373.
3. International Human Genome Sequencing Consortium (2004): Finishing the euchromatic sequence of the human genome.. Nature 431 (7011): 931 -45.Bibcode:2004Natur.431..931H. doi:10.1038/nature03001. PMID 15496913.
4. Pennisi E (2012). ENCODE Project Writes Eulogy For Junk DNA.Science 337 (6099): 1159–1160. doi:10.1126/science.337.6099.1159.PMID 22955811.
5. International Human Genome Sequencing Consortium (2001): Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 409 (6822): 860–921.doi:10.1038/35057062. PMID 11237011.
6. Palazzo A. F., Akef A. (2012): Nuclear export as a key arbiter of "mRNA identity" in eukaryotes. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Gene Regulatory Mechanisms 1819 (6): 566–577. doi:10.1016/j.bbagrm.2011.12.012. ISSN 1874-9399. PMID 22248619.
7. name="IHSGC2001">International Human Genome Sequencing Consortium (2001). "Initial sequencing and analysis of the human genome". Nature. 409 (6822): 860–921. doi:10.1038/35057062. PMID 11237011.
8. Stamatoyannopoulos JA (2012). "What does our genome encode?". Genome Res. 22 (9): 1602–11. doi:10.1101/gr.146506.112. PMC 3431477.PMID 22955972.
9. Romero IG, Ruvinsky I, Gilad Y (2012). "Comparative studies of gene expression and the evolution of gene regulation". Nat. Rev. Genet. 13 (7): 505–16.doi:10.1038/nrg3229. PMID 22705669.
10. NCBI_user_services (2004-03-29). "Mapping Factsheet". Ncbi.nlm.nih.gov.
11. "Human Genome Project Completion: Frequently Asked Questions". genome.gov.
12. Corpas M. Et al. (2013): BioRxiv. doi:10.1101/000216
13. Gonzaga-Jauregui C., Lupski J. R., Gibbs R. A. (2012): Human genome sequencing in health and disease. Annual review of medicine 63: 35–61. doi:10.1146/annurev-med-051010-162644. PMID 22248320.
14. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM)
15. Sykes B. (2003): Mitochondrial DNA and human history. The Human Genome.

Vanjski linkovi

• Human Genome Project
• How many Genes do humans have?
• Human Genetics Video (website critique)