Meingen

Úr Wikibókunum, frjálsa kennslubókasafninu
Jump to navigation Jump to search

Skilgreining[breyta]

Meingen er gen með stökkbreytingu eða erfðabrigði, í eða við táknraðir þess, sem leiða til breytinga á tjáningu gensins og þannig lakari svipgerð fyrir einstaklinginn.

Hluti af DNA sameind t.d. geni

Almennar upplýsingar[breyta]

Erfðaefnið í frumum allra kjörnunga, t.d. dýra og plantna er DNA. DNA sameindin er samsett úr fjórum mismunandi hlutum, kirnum (bösum) sem eru táknuð með bókstöfunum A, T, G og C. Erfðaefni mannsins er eins upp byggt í kjarna sérhverrar frumu líkamans og samanstendur af 3x109 kirnum sem raðað er í 23 þráðlaga litningapör. Í kirnaröðinni eru svæði sem nefnast gen. Genin eru eftir því sem best er vitað, mikilvægustu hlutar erfðaefnisins. Erfðaefni mannsins er með um 20.500 gen. Þau bera upplýsingar um byggingu próteina eða RNA sameinda. Flest okkar eru með eins uppbyggingu á erfðaefninu og samskonar gen á sömu stöðum á viðkomandi litningi. Hvert gen ber mikilvægar upplýsingar fyrir byggingu og eða starfsemi fruma í líkama okkar.[1] Ef stökkbreyting[2] þ.e.a.s. varanleg breyting verður á geni, t.d. ef kirni er breytt, numið burt eða bætt við kirnaröð í geni eða nálægt því, þá geta upplýsingarnar sem genið inniheldur orðið ónothæfar. Það þýðir e.t.v. að DNAið er ekki umritað í RNA (sem gerist venjulega í kjarna frumunnar) eða að RNA er ekki þýtt yfir í prótein (sem gerist venjulega í umfrymi frumunnar) eða að próteinið er ófullkomið og getur ekki sinnt hlutverki sínu í frumum. Gen sem er skemmt, eða breytt með þessum afleiðingum, er nefnt sjúkdómsvaldandi gen eða meingen.

Þegar við fréttum að fundist hafi stökkbreyting í geni sem valdi ákveðnum sjúkdómi og að ákveðinn hluti þjóðarinnar sé með genið, þá er átt við að tiltekið gen sem við erum öll með sé meingen hjá ákveðnum hópi einstaklinga. Allir einstaklingar eru með genið sem um ræðir en einungis lítill hluti hópsins er með skemmt eintak af geninu eða meingen.

Prófessor Ólafur Jensson yfirlæknir í Blóðbankanum í Reykjavík til 1994, var frumkvöðull í mannerfðafræðirannsóknum á Íslandi. Hann var fyrstur til að nefna sjúkdómsvaldandi gen "meingen" sem er gott og þjált nafn á svo alvarlegu fyrirbæri.[3][4]

Orsakir stökkbreytinga[breyta]

Þó að erfðaefnið okkar sé að mestu stöðugt, þá verða stökkbreytingar vegna mistaka í starfsemi fruma (A) og vegna utanaðkomandi þátta (B). A: Í frumunni verða varanleg mistök við eftirmyndun DNA, afritun DNA í RNA og þýðingu RNA í prótein. B: Ýmis efni og veirur auka tíðni stökkbreytinga, ásamt geislun t.d. af völdum útfjólublás ljóss (UV geisla) og efnageisla (geislavirkni). Ef stökkbreytingin á sér stað í líkamsfrumu þá hefur hún áhrif í viðkomandi vef. Ef stökkbreyting á sér stað í kynfrumu eða okfrumu (frjóvguð eggfruma) þá fá allar frumur líkamans stökkbreytinguna og hún erfist til afkomenda lífverunnar.[5]

Erfðabrigði mannsins[breyta]

The 1000 Genomes Project er vísindalegt átak til að finna og skrá erfðabrigði meðal manna. Allt erfðaefni 2.504 einstaklinga frá 26 þjóðum hefur verið raðgreint. Meðal þessara 2.504 einstaklinga fundust 88 milljón erfðabrigði. Flestir voru af gerðinni eins-basa-breyting (Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)[6]) eða 84,7 milljónir breytileika. Um 3,6 milljónir stuttra búta af kirnum, sem koma fram sem innskot eða úrfelling, fundust sem frávik frá viðmiðunarkirnaröð mannsins (reference genome[7]). Einnig fundust 60 þúsund önnur frávik í byggingu erfðaefnisins. Erfðabreytileikunum var raðað samam í litninga, eða setraðir (Haplotype haplotypes[8]). Flest erfðabrigðin eru þekkt hjá meirihluta þeirra þjóðarsýna sem skoðuð voru. Algengast er að hver einstaklingur sé með erfðabrigði fyrir 4-5 milljón staði í erfðaefninu sínu borðið saman við viðmiðunarröðina. Af þeim eru 149–182 staðir sem rjúfa próteinröð gensins (sem er alvarleg breyting), 10-12 þúsund sem breyta amínósýru (sem getur haft afleiðingar) og 459-565 þúsund erfðabrigði eru á stjórnsvæðum gena og því mögulegar breytur fyrir tjáningu genanna.[9]

Mikilvægar gagnaveitur erfðaefnisupplýsinga[breyta]

Online Mendelian Inheritance in Man® (OMIM) er lifandi gagnagrunnur fyrir gen mannsins, meingen og svipgerðir þeirra, auk svipgerða sem eru vegna margar meingena eða ekki hefur tekist að sýna fram á fylgni (association[10]) við erfðabrigði. OMIM er upplýsingagrunnur með sambærileg markmið við skráningu svipgerða og erfðaþátta eins og Human Genome Project var við heildar raðgreiningu erfðaefnisins fyrir 2001. Í OMIM eru skráð 3.880 gen og 6.161 svipgerðir tengdar þeim. Þar af eru öll genin nema 115 meingen. Meirihluti genanna eða 2.657 tengjast aðeins einni svipgerð en hin orsaka 2 eða fleiri svipgerðir.[11]

The UCSC Genome Browser, vefsíðan var opnuð 2001 með með nýjustu upplýsingum frá The Human Genome Project við lok raðgreiningar á erfðaefnis mannsins. Síðan hefur vefsíðan aukið umfang sitt með upplýsingum og hugbúnaði til að vinna og tengja saman nýjustu upplýsingar um erfðabreytileika, tjáningu gena ásamt byggingu og virkni próteina hjá manninum og mörgum fleiri lífverum. Það má segja að ný þekking og hugbúnaður til að skoða þekkinguna séu uppfærð hratt og vel í þessari gagnaveitu.[12]

Íslensk meingen[breyta]

Það sem átt er við með íslensk meingen, eru gen með stökkbreytingar sem finnast hjá Íslendingum. Sumar stökkbreytingarnar eru einstakar, hafa enn sem komið er eingöngu fundist á Íslandi. Flest meingen eru með fleiri en eina gerð stökkbreytinga. Þjónusturannsóknir til greiningar á erfðasjúkdómum og erfðatengdum vandamálum á Íslandi eru gerðar á Landspítala, Erfða- og sameindalæknisfræðideild.[13]

Dæmi um stökkbreytingagreiningar Landspítala í meingenum eru:

ATP7B OMIM# 606882 sem veldur svipgerðinni Wilson sjúkdómur OMIM#277900 með stökkbreytingunni c.2009del7

CST3 OMIM# 604312 sem veldur svipgerðinni arfgengri heilablæðingu OMIM#105150[14] með umskiptastökkbreytingunni 358T-A

CX26 OMIM# 121011 sem veldur svipgerðinni arfgengt heyrnarleysi með úrfellingarstökkbreytingunni c.del35G eða p.M34T

MYBPC3 OMIM# 600958 sem veldur svipgerðinni 0fvaxtarhjartavöðvasjúkdómur (Hypertrophic Cardiomyopathy) með stökkbreytingunni c.957-2A>G

HFE OMIM# 613609 sem veldur svipgerðinni Hemókrómatósa OMIM# 235200 með stökkbreytingunum p.H63D, p.S65C og p.C282Y

Orðasafn[breyta]

Enska Íslenskt nafn og skýring
Chromosome Litningur er eining sem inniheldur erfðaefni (DNA) lífverunnar pakkað í prótein.
Disease gene Meingen er gen með stökkbreytingu eða erfðabrigði, í eða við táknraðir þess, sem leiða til breytinga á tjáningu gensins og þannig lakari svipgerð fyrir einstaklinginn
Exon Táknröð er kirnaröð í geni sem er að lokum þýdd í pótein
Gene Gen er svæði í erfðaefninu (DNA) sem er umritað í RNA og notað sem slíkt eða þýtt yfir í prótein
Gene expression Tjáning gens er breyting á upplýsingum frá táknröð gens í RNA og síðan í prótein
Mutation Stökkbreyting er varanleg breyting á erfðaefninu
Phenotype Svipgerð er einkenni í byggingu, efna- eða lífeðlisfræði einstaklings sem ákvarðast af arfgerð hans og mögulega í bland við umhverfisþætti
Transcription Umritun er flutningur á upplýsingum í kirnaröð DNA sameindar í RNA
Translation Þýðing er flutningur á upplýsingum í kirnaröð RNA sameindar í prótein
Variance Erfðabrigði, hvers konar frávik í erfðaefninu, einstakt eða algengt, stórt eða lítið
Genome Erfðamengi eða allt erfðaefni lífveru

[15]

Heimildir[breyta]

  1. NIH (2016). An Overview of the Human Genome Project. Sótt af https://www.genome.gov/12011238/an-overview-of-the-human-genome-project/
  2. Wikipedia contributors. (2018, April 6). Mutation. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 14:49, April 9, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mutation&oldid=835117046
  3. Morgunblaðið - greinasafn (1988). Árangursríkt samstarf við japanska vísindamenn. Sótt af http://timarit.is/view_page_init.jsp?issId=121685&pageId=1675984&lang=is&q=meingen
  4. Mbl - greinasafn (1995). Meingen arfgengs augnsjúkdóms kortlagt í rannsóknadeild Blóðbankans. Sótt af https://www.mbl.is/greinasafn/grein/193416/
  5. Marta Konráðsdóttir, Sigríður Hjörleifsdóttir, & Sólveig K. Pétursdóttir. (2004). Erfðir og líftækni. Reykjavík: Mál og menning
  6. Wikipedia contributors. (2018, March 29). Single-nucleotide polymorphism. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 14:53, April 9, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Single-nucleotide_polymorphism&oldid=833036257
  7. Wikipedia contributors. (2018, April 6). Reference genome. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 14:59, April 9, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Reference_genome&oldid=835154789
  8. Wikipedia contributors. (2018, February 19). Haplotype. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 15:01, April 9, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Haplotype&oldid=826428087
  9. 1000 Genomes Project Consortium, Auton A, Brooks LD, Durbin RM, Garrison EP, Kang HM, Korbel JO, Marchini JL, McCarthy S, McVean GA et al. A global reference for human genetic variation. Nature. 2015 Oct 1;526(7571):68-74. PMID: 26432245; PMC: PMC4750478
  10. Wikipedia contributors. (2018, March 28). Genetic association. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 15:03, April 9, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Genetic_association&oldid=832839911
  11. Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM®. McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine, Johns Hopkins University (Baltimore, MD), {date}. World Wide Web URL: https://omim.org/
  12. Jonathan Casper et al. (2018).The UCSC Genome Browser database: 2018 update, Nucleic Acids Research, Volume 46, Issue D1, 4 January 2018, Pages D762–D769, https://doi.org/10.1093/nar/gkx1020
  13. Landspítali, Erfða- og sameindalæknisfræðideild (e.d.). þjónusturannsóknir við stökkbreytingagreiningar - Sameindaerfðafræði. Sótt af https://www.landspitali.is/sjuklingar-adstandendur/deildir-og-thjonusta/erfda-og-sameindalaeknisfraedideild-/
  14. Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM®. Johns Hopkins University, Baltimore, MD. MIM Number: 105150: 01/20/2010: . World Wide Web URL: https://omim.org/
  15. R.Fossdal 4.3.2018


Krossapróf[breyta]

1

Central Dogma er grunnkennisetning erfðafræðinnar og segir okkur frá einstefnu upplýsinga úr erfðaefninu til ákveðinnar afurðar í frumunni. Hvert af eftirtöldu er rétt lýsing á Central Dogma?

RNA->DNA->Prótein
DNA->Prótein->RNA
DNA->RNA->Prótein
Prótein->RNA->DNA

2

Hver af eftirtöldum einstaklingum er frumkvöðull í mannerfðafræðirannsóknum á Íslandi?

Jens Stefánsson
Stefán Kárason
Kári Ólafsson
Ólafur Jensson

3

Hvert af eftirtöldu á helst við um meingen?

Stökkbreytingin leiðir til styttir próteinkeðju og veldur sjúkdómi hjá einstaklingnum
Stökkbreytingin breytir amínósýru í próteinkeðju sem hefur lítil áhrif á virkni próteinsins
Stökkbreytingin er í stjórnröð gensins en hefur engin áhrif á einstaklinginn
Stökkbreytingin er langt fá öllum genum og ekki er vitað um áhrif á einstaklinginn

4

Hve mörg meingen eru þekkt í erfðaefninu?

3.880
115
20.338
3.765