Zmienność genetyczna w ludzkim genomie
Paweł Szablewski | 2006-12-06
W Nature ukazał się artykuł, w którym badacze szacują zmienność genetyczną człowieka na poziomie 12% procent. Podczas gdy dane z sekwencjonowania ludzkiego genomu nie przekraczają 1-3%, a dwóch przypadkowych osób nie przekracza 0,1%. Skąd tak duża różnica?
Najnowsze wyniki opublikował zespół Hurles and Stephen Scherer z Hospital for Sick Children w Toronto.
Otóż oba badania zajmowały się szacowaniem dwóch zupełnie różnych typów zmienności. Przy sekwencjonowaniu ludzkiego genomu skupiono się na wyszukiwaniu zmian polimorfizmu pojedynczych nukleotydów (poszczególnych liter ludzkiego DNA). Zespół z Toronto szukał powtórzenie lub ubytków długich fragmentów DNA (tzw. wariacji lub zmienności liczby kopii), składających się z kilkuset, kilku tysięcy nukleotydów.
Duża cześć z tych zmian związana jest z podatnością ludzi na różne choroby: rakiem, schizofrenią, kataraktą, chorobami serca, AIDS, Parkinsona, Alzheimera. Chociaż większa część nie ma dla nas znaczenia lub trudno ją określić. Występują np. w fragmentach niekodujących (tzw. "śmieciowe DNA").
W poszukiwaniu tych zmian przeglądano genom 270 osób pochodzących z różnych kontynentów i grup ludności, o dużym prawdopodobieństwie małego spokrewnienia między sobą: Japończyków z Tokio, Amerykanów z Utah, Chińczyków z Pekinu i Nigeryjczyków z plemienia Joruba. Łącznie wykryto 1447 zmian. Pozwala to szacować, iż wszystkie różnice pokrywają 12% ludzkiego genomu.
Oczywiście nie oznacza to, że DNA każdych dwóch dowolnych ludzi różni się w tym zakresie. Tak jak w przypadku polimorfizmu pojedynczych nukleotydów są to zsumowane różnice od wszystkich badanych. Raczej jest bardzo mało prawdopodobne aby na raz mogły wystąpić u jednej osoby. Poziom zmian dla dwóch przypadkowych osób szacuje się na około 0,5%, czyli średni 70 zmian. Zmiany te są na tyle specyficzne dla danej osoby, że pozwalają na jej genetyczną identyfikacje.
Większość z tych zmian powstaje podczas formowania się materiału genetycznego do poszczególnych gamet (plemników i komórek jajowych). Świadczą o tym ślady crossing-over, podczas którego chromosomy w parach wymieniają się fragmentami DNA między sobą. Zmiany te mogły mieć także duży wpływ na ewolucje człowieka, o czym świadczy częste ich występowanie w genach, które uległy znacznym przeobrażeniom, np. związanych z układem odporności lub funkcjonowaniem mózgu.
Źródła: Eurekalert!, National Geographic,
Nature ("Global variation in copy number in the human genome", Nature 444, 444-454, 23 November 2006)