Хромозома 15

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Human male karyotpe high resolution - Chromosome 15.png
Human male karyotpe high resolution - Chromosome 15 cropped.png

Хромозома 15 е една от 23-те двойки хромозоми откриващи се при хората, които нормално имат две копия на тази хромозома. Тя обхваща около 99,7 милиона базови двойки (строителният материал на ДНК ) и представлява между 3% и 3,5% от общата ДНК в клетките . Хромозома 15 е акроцентрична хромозома, което означава, че е с много малко късо рамо („p“ рамо, от френската дума за малък „petite“), която съдържа малко протеин кодиращи гени сред своите 19 милиона базови двойки. Тя има по-голямо дълго рамо (рамото „q“), което е богато на гени и обхваща около 83 милиона базови двойки.

Човешкият левкоцитен антигенен ген за β2-микроглобулина се намира на хромозома 15. Там се намират и генът FBN1, които кодира, както фибрилин-1 (протеин от изключително значение за правилното функциониране на съединителната тъкан), така и апросин (малък протеин, произлизащ от транскрибираната FBN1 генна иРНК), която участва в метаболизма на мазнините.

Гени[редактиране | редактиране на кода]

Броят на гените[редактиране | редактиране на кода]

По-долу в таблицата се вижда приблизителния брой гени откриващи се в хромозома 15. Тъй като учените използват различни подходи за анотация на генома, техните прогнози за броя на гените във всяка хромозома варират (за технически подробности вижте генното прогнозиране ). Сред различните проекти, проектът за съвместна консенсусна кодираща последователност ( CCDS ) използва изключително консервативна стратегия. Така, че прогнозата за броя на гените на CCDS представлява най-общо казано долна граница от общия брой протеин кодиращи гени. [1]

Оценено от Протеин кодиращи гени Некодиращи РНК гени Псевдогени Източник Дата на публикуване
CCDS 561 [2] 2016-09-08
HGNC 559 328 433 [3] 2017-05-12
Ensembl 605 992 508 [4] 2017-03-29
UniProt 601 [5] 2018-02-28
NCBI 629 716 594 [6] [7] [8] 2017-05-19

Хромозомни заболявания[редактиране | редактиране на кода]

Следните заболявания възникват в резултат на различни мутации в хромозома 15. Две от  тях ( синдром на Angelman и синдром на Prader-Willi ) включват загуба на генна активност в една и съща част от хромозома 15, а именно областта 15q11.2-q13.1. Това откритие предостави първото доказателство при хората, че нещо извън гените може да определи как се експресират гените . [9]

Синдром на Ангелман (Синдром на щастливата кукла)[редактиране | редактиране на кода]

Основните характеристики на синдрома на Angelman (синдром на щастливата кукла) са тежка умствена недостатъчност, атаксия (загуба на мускулен контрол, което води до неволеви движения), липса на реч и прекалено щастливо поведение (непровокиран смях). Синдромът на Angelman е резултат от загуба на генна активност в специфична част от хромозома 15, областта 15q11-q13. Този регион съдържа ген, наречен UBE3A, който, когато е мутирал или липсва, причинява характерните черти на това заболяване. Хората обикновено имат две копия на гена UBE3A, по едно от всеки родител. И двете копия на този ген са активни в много от тъканите на тялото. В мозъка обаче е активно само копието, унаследено от майката (майчиното копие). Ако то се загуби поради някаква промяна в самата хромозома или генна мутация, човек няма да има работещи копия на гена UBE3A в мозъка.

В повечето случаи (около 70%), при пациентите със синдром на Angelman се открива делеция в унаследената от майката хромозома 15. Тази хромозомна промяна води до загуба на тази част от нея, която включва гена UBE3A . Тъй като копието на гена UBE3A, унаследено от бащата (копието по бащина линия), обикновено е неактивно в мозъка, делеция в майчината хромозома 15 води до липса на активни копия на гена UBE3A в мозъка.

В 3% до 7% от случаите, синдромът на Ангелман възниква в резултат на унаследяването на две копия на бащината хромозома 15 вместо по едно копие от всеки родител. Това явление се нарича бащина еднородителска дизомия или унипарентална дизомия (UPD). Хората с UPD по бащина линия за хромозома 15 имат две копия на гена UBE3A, но и двете са унаследени от бащата, следователно са неактивни в мозъка.

В около 10% от случаите синдромът на Angelman се причинява от мутация в гена UBE3A, а други 3% възникват в резултат на дефект в ДНК региона, контролиращ активирането на гена UBE3A, както и на други гени откриващи се в майчиното копие на хромозома 15. В малък процент от случаите синдромът на Angelman може да бъде причинен и от хромозомно пренареждане, наречено транслокация, или от мутация в различен от UBE3A ген. В крайна сметка тези генетични промени могат да доведат до инактивирането на гена UBE3A.

Синдромът на Angelman може да бъде унаследен. Доказателство за това виждаме в един случай, при който пациентка забременява с дъщеря, която също има това състояние. [10]

Синдром на Прадер-Уили[редактиране | редактиране на кода]

Основните характеристики на това заболяване включват полифагия (изключителен, ненаситен апетит, постоянен глад), леко до умерено изоставане в умственото и псхичното развитие, хипогонадизъм, водещ от забавяне до липса на пубертет, и хипотония (отпуснатост) . Синдромът на Прадер-Уили възниква в резултат на загуба на активни гени в специфична част от хромозома 15, областта 15q11-q13 (същата област като при синдрома на Ангелман). Хората обикновено имат две копия на тази хромозома във всяка клетка, по едно копие унаследено от всеки родител. Синдромът на Прадер-Уили възниква, когато бащиното копие частично или изцяло липсва.

В около 70% от случаите, синдромът на Prader-Willi възниква, когато регионът 15q11-q13 на бащината хромозома 15 е делетиран (липсващ). Гените в този регион обикновено са активни само когато са върху бащиното копие на хромозомата и съответно са неактивни върху майчиното. Следователно, човек с делеция в бащината хромозома 15 няма да има активни гени в този регион. Наблюдаваме явление обратно на това, което виждаме при синдрома на Ангелман.

В около 25% от случаите при пациент със синдром на Прадер-Уили се установяват две майчини копия на хромозома 15 във всяка клетка, вместо нормално по едно копие унаследено от всеки родител. Това явление се нарича еднородителска дизомия на майката (UPD). Тъй като някои гени обикновено са активни само върху бащиното копие на тази хромозома, пациент с установени две майчини копия на хромозома 15 няма да има активни копия на тези гени.

В малък процент от случаите синдромът на Прадер-Уили не води началто си от хромозомно пренареждане, наречено транслокация. Много рядко той се причинява от аномалия в ДНК региона, контролиращ активността на гените на бащината хромозома 15. Тъй като пациентите почти винаги имат репродуктивни проблеми, синдромът на Прадер-Уили обикновено не е наследствен.

Изодицентрична хромозома 15[редактиране | редактиране на кода]

Специфично хромозомно нарушение, наречено изодицентрична хромозома 15 (IDIC15) (известна също и с редица други имена ), може да засегне растежа и развитието на пациентите. Те притежават „допълнителна“ или „маркерна“ хромозома. Тази малка допълнителна хромозома е съставена от генетичен материал от хромозома 15, който е дублиран (копиран) и прикрепен в края ѝ. В някои случаи допълнителната хромозома е много малка и не се установява да има ефект върху здравето на човека. По-голяма на размер изодицентрична хромозома 15 може да доведе до слаб мускулен тонус (хипотония), интелектуално увреждане, припадъци и поведенчески проблеми. [11] Признаците и симптомите на аутизъм (разстройство на развитието, което засяга комуникацията и социалното взаимодействие) също са свързани с наличието на изодицентрична хромозома 15.

Други промени в броя или структурата на хромозома 15 могат да доведат до забавяне в умственото развитие, в растежа, хипотония и характерни черти на лицето (лицев дисморфизъм). Тези промени включват допълнително копие на част от хромозома 15 във всяка клетка (частична тризомия 15) или липсващ сегмент от хромозомата във всяка клетка (т.нар. частична монозомия 15). В някои случаи няколко от хромозомните градивни елементи на ДНК (нуклеотидите) се делетират или удвояват.

  • Синдром на Блум
  • Рак на гърдата
  • Изовалерианова ацидемия
  • Луис-Дийтс, тип 3 (ген SMAD3)
  • Синдром на Марфан
  • Несиндромна глухота
  • Синдром на Шааф-Янг (SYS)
  • Болест на Тей-Сакс
  • Тирозинемия
  • Синдром на автозомно доминантно принуждаващо хелио-офталмично избухване [12]

Цитогенетична лента (G-бендинг)[редактиране | редактиране на кода]

G-бендинг идеограма на хромозома 15 в резолюция 850 бенда. Дължината на бендовете е пропорционална на дължината на базовите двойки. Този тип идеограма обикновенно се използва от геномните браузъри (Ensembl,UCSC,Genome browser).
G-бендинг оцветяване на хромозома 15 в три различни резоюции (400,550 и 850). Дължината на бендовете е въз основа на идеограмите от ISCN (2013). Този тип идеограма показва реалния размер на бендовете, които се виждат под светлинен микроскоп през различните периоди на митотичното делене.

 

G-бендинг на хромозома 15, резолюция 850 бенда
Chr. Arm[13] Лента ISCN

начало[14]
ISCN

край[14]
Базови двойки

начало
Базови двойки

край
Stain[15] Density
15 p 13 0 270 1 4,200,000 gvar
15 p 12 270 631 4,200,001 9,700,000 stalk
15 p 11.2 631 1142 9,700,001 17,500,000 gvar
15 p 11.1 1142 1382 17,500,001 19,000,000 acen
15 q 11.1 1382 1487 19,000,001 20,500,000 acen
15 q 11.2 1487 1773 20,500,001 25,500,000 gneg
15 q 12 1773 1968 25,500,001 27,800,000 gpos 50
15 q 13.1 1968 2164 27,800,001 30,000,000 gneg
15 q 13.2 2164 2284 30,000,001 30,900,000 gpos 50
15 q 13.3 2284 2524 30,900,001 33,400,000 gneg
15 q 14 2524 2765 33,400,001 39,800,000 gpos 75
15 q 15.1 2765 2975 39,800,001 42,500,000 gneg
15 q 15.2 2975 3065 42,500,001 43,300,000 gpos 25
15 q 15.3 3065 3245 43,300,001 44,500,000 gneg
15 q 21.1 3245 3471 44,500,001 49,200,000 gpos 75
15 q 21.2 3471 3621 49,200,001 52,600,000 gneg
15 q 21.3 3621 3846 52,600,001 58,800,000 gpos 75
15 q 22.1 3846 3982 58,800,001 59,000,000 gneg
15 q 22.2 3982 4087 59,000,001 63,400,000 gpos 25
15 q 22.31 4087 4252 63,400,001 66,900,000 gneg
15 q 22.32 4252 4357 66,900,001 67,000,000 gpos 25
15 q 22.33 4357 4507 67,000,001 67,200,000 gneg
15 q 23 4507 4613 67,200,001 72,400,000 gpos 25
15 q 24.1 4613 4748 72,400,001 74,900,000 gneg
15 q 24.2 4748 4808 74,900,001 76,300,000 gpos 25
15 q 24.3 4808 4928 76,300,001 78,000,000 gneg
15 q 25.1 4928 5048 78,000,001 81,400,000 gpos 50
15 q 25.2 5048 5169 81,400,001 84,700,000 gneg
15 q 25.3 5169 5379 84,700,001 88,500,000 gpos 50
15 q 26.1 5379 5649 88,500,001 93,800,000 gneg
15 q 26.2 5649 5860 93,800,001 98,000,000 gpos 50
15 q 26.3 5860 6070 98,000,001 101,991,189 gneg

Външни връзки[редактиране | редактиране на кода]

  • National Institutes of Health. Chromosome 15. // Genetics Home Reference. Посетен на 2017-05-06.
  • Chromosome 15. // Human Genome Project Information Archive 1990 – 2003. Посетен на 2017-05-06.

Бележки[редактиране | редактиране на кода]

  1. Pertea M, Salzberg SL. Between a chicken and a grape: estimating the number of human genes. // Genome Biol 11 (5). 2010. DOI:10.1186/gb-2010-11-5-206. с. 206.
  2. Search results – 15[CHR] AND „Homo sapiens“[Organism] AND („has ccds“[Properties] AND alive[prop]) – Gene. // NCBI. Посетен на 2017-05-28.
  3. Statistics & Downloads for chromosome 15. // HUGO Gene Nomenclature Committee. Посетен на 2017-05-19.
  4. Chromosome 15: Chromosome summary – Homo sapiens. // Ensembl Release 88. Посетен на 2017-05-19.
  5. Human chromosome 15: entries, gene names and cross-references to MIM. // UniProt. Посетен на 2018-03-16.
  6. Search results – 15[CHR] AND „Homo sapiens“[Organism] AND („genetype protein coding“[Properties] AND alive[prop]) – Gene. // NCBI. Посетен на 2017-05-20.
  7. Search results – 15[CHR] AND „Homo sapiens“[Organism] AND ( („genetype miscrna“[Properties] OR „genetype ncrna“[Properties] OR „genetype rrna“[Properties] OR „genetype trna“[Properties] OR „genetype scrna“[Properties] OR „genetype snrna“[Properties] OR „genetype snorna“[Properties]) NOT „genetype protein coding“[Properties] AND alive[prop]) – Gene. // NCBI. Посетен на 2017-05-20.
  8. Search results – 15[CHR] AND „Homo sapiens“[Organism] AND („genetype pseudo“[Properties] AND alive[prop]) – Gene. // NCBI. Посетен на 2017-05-20.
  9. Teacher's Guide. // Ghost in Your Genes (season 35). Nova (TV series). Посетен на 2009-09-26. The program...recounts how one scientist determined how the deletion of a key sequence of DNA on human chromosome 15 could lead to two different syndromes depending on whether the deletion originated from the mother or the father [and] explains that this was the first human evidence that something other than genes themselves could determine how genes are expressed.
  10. Transmission of Angelman syndrome by an affected mother. // Genet Med 1 (6). 1999. DOI:10.1097/00125817-199909000-00004. с. 262 – 6.
  11. What is Dup15q Syndrome? – Dup15q. // www.dup15q.org. Посетен на 2017-09-05. (на английски)
  12. Photic Sneeze Reflex | AncestryDNA® Traits Learning Hub. // www.ancestry.com. Посетен на 2022-02-22. (на английски)
  13. p“: Short arm; „q“: Long arm.
  14. а б These values (ISCN start/stop) are based on the length of bands/ideograms from the ISCN book, An International System for Human Cytogenetic Nomenclature (2013). Arbitrary unit.
  15. gpos: Region which is positively stained by G banding, generally AT-rich and gene poor; gneg: Region which is negatively stained by G banding, generally CG-rich and gene rich; acen Centromere. var: Variable region; stalk: Stalk.
CC BY-SA icon.svg Heckert GNU white.png Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Chromosome 15 в Уикипедия на ???. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите. ​

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.​