Хромосома 21 — одна из 23 пар хромосом у человека . Хромосома 21 является одновременно самой маленькой аутосомой и хромосомой человека , [4] с 45 миллионами пар оснований (строительный материал ДНК ), что составляет около 1,5 процента от общего количества ДНК в клетках . У большинства людей есть две копии хромосомы 21, а у людей с тремя копиями хромосомы 21 имеется синдром Дауна , также называемый «трисомией 21».
Исследователи, работающие над проектом «Геном человека», объявили в мае 2000 года, что они определили последовательность пар оснований , составляющих эту хромосому. [5] Хромосома 21 была второй человеческой хромосомой, которая была полностью секвенирована, после хромосомы 22 .
Гены
Количество генов
Ниже приведены некоторые оценки количества генов в 21-й хромосоме человека. Поскольку исследователи используют разные подходы к аннотированию генома , их прогнозы количества генов в каждой хромосоме различаются (технические подробности см. в разделе « Прогнозирование генов »). Среди различных проектов проект совместного консенсусного кодирования последовательностей ( CCDS ) использует чрезвычайно консервативную стратегию. Таким образом, прогноз числа генов CCDS представляет собой нижнюю границу общего количества генов, кодирующих человеческие белки. [6]
Список генов
Ниже приводится неполный список генов 21-й хромосомы человека. Полный список можно найти по ссылке в информационном окне справа.
ABCG1 : кодирует член 1 подсемейства G кассеты, связывающей АТФ.
ADAMTS1 , кодирующий фермент дезинтегрин и металлопротеиназу с тромбоспондиновыми мотивами 1
ADAMTS5 : кодирующий фермент дезинтегрин и металлопротеиназу с тромбоспондиновыми мотивами 5.
Следующие состояния вызваны изменениями в структуре или количестве копий хромосомы 21:
Рак : Перестройки ( транслокации ) генетического материала между хромосомой 21 и другими хромосомами связаны с несколькими типами рака. Например, острый лимфобластный лейкоз (тип рака крови, чаще всего диагностируемый в детстве) связан с транслокацией между хромосомами 12 и 21. Другая форма лейкемии, острый миелоидный лейкоз , связана с транслокацией между хромосомами 8 и 21. .
В небольшом проценте случаев синдром Дауна вызван перестановкой хромосомного материала между хромосомой 21 и другой хромосомой. В результате у человека есть обычные две копии 21-й хромосомы плюс дополнительный материал из 21-й хромосомы, прикрепленный к другой хромосоме. Эти случаи называются транслокационным синдромом Дауна. Исследователи полагают, что дополнительные копии генов на 21 хромосоме нарушают ход нормального развития, вызывая характерные особенности синдрома Дауна и повышенный риск медицинских проблем, связанных с этим расстройством.
Другие изменения количества или структуры 21-й хромосомы могут иметь различные последствия, включая умственную отсталость , задержку развития и характерные черты лица. В некоторых случаях признаки и симптомы схожи с симптомами синдрома Дауна. Изменения в хромосоме 21 включают отсутствие сегмента хромосомы в каждой клетке (частичная моносомия 21) и кольцевую структуру, называемую кольцевой хромосомой 21. Кольцевая хромосома возникает, когда оба конца сломанной хромосомы воссоединяются.
Было обнаружено , что дупликация локуса белка-предшественника амилоида (APP) (дублированный сегмент различается по длине, но включает APP) на хромосоме 21 вызывает раннее начало семейной болезни Альцгеймера во французской семейной группе (Rovelet-Lecrux et al.) и голландской семейной группе. [13] По сравнению с болезнью Альцгеймера, вызванной миссенс-мутациями в APP, частота болезни Альцгеймера, вызванной дупликацией APP, значительна. У всех пациентов, у которых имеется дополнительная копия гена АРР вследствие дупликации локуса, наблюдается болезнь Альцгеймера с тяжелой церебральной амилоидной ангиопатией .
Цитогенетическая полоса
Идеограммы G-бэндинга 21 хромосомы человека
Рекомендации
^ ab «Результаты поиска - 21[CHR] И «Homo sapiens»[Организм] И («имеет ccds»[Свойства] И живой[prop]) - Ген». НКБИ . CCDS Release 24 для Homo Sapiens . 26 октября 2022 г. Проверено 23 декабря 2022 г.
^ Том Страчан; Эндрю Рид (2 апреля 2010 г.). Молекулярная генетика человека. Гирляндная наука. п. 45. ИСБН978-1-136-84407-2.
^ Страница украшения генома abc, NCBI. Данные идеограммы Homo sapience (850 ударов в час, сборка GRCh38.p3). Последнее обновление 3 июня 2014 г. Проверено 26 апреля 2017 г.
^ Пертеа М., Зальцберг С.Л. (2010). «Между курицей и виноградом: оценка количества генов человека». Геном Биол . 11 (5): 206. doi : 10.1186/gb-2010-11-5-206 . ПМК 2898077 . ПМИД 20441615.
^ «Статистика и загрузки для хромосомы 21» . Комитет по генной номенклатуре Хьюго . 2022-12-23 . Проверено 23 декабря 2022 г.
^ «Хромосома 21: Краткое описание хромосом - Homo sapiens» . Ансамбль Выпуск 88 . 2017-03-29 . Проверено 19 мая 2017 г.
^ «Хромосома человека 21: записи, названия генов и перекрестные ссылки на MIM». ЮниПрот . 28 февраля 2018 г. Проверено 16 марта 2018 г.
^ «Результаты поиска - 21 [CHR] И «Homo sapiens» [Организм] И («кодирующий белок генотипа» [Свойства] И живой [реквизит]) - Ген» . НКБИ . 19 мая 2017 г. Проверено 20 мая 2017 г.
^ «Результаты поиска - 21[CHR] И «Homo sapiens»[Организм] И ( («genetype miscrna»[Свойства] OR «генотип ncrna»[Свойства] OR «генотип rrna»[Свойства] OR «генотип trna»[Свойства] ] ИЛИ "ген типа scrna"[Свойства] ИЛИ "генотип snrna"[Свойства] ИЛИ "генотип snrna"[Свойства]) НЕ "генотип, кодирующий белок"[Свойства] И живой[prop]) - Ген". НКБИ . 19 мая 2017 г. Проверено 20 мая 2017 г.
^ «Результаты поиска - 21[CHR] И «Homo sapiens»[Организм] И («псевдогенный тип»[Свойства] И живой[реквизит]) - Ген». НКБИ . 19 мая 2017 г. Проверено 20 мая 2017 г.
^ abc Слигерс К., Брауэрс Н., Гейселинк И., Теунс Дж., Гуссенс Д., Ваутерс Дж., Дель-Фаверо Дж., Крутс М., ван Дуйн СМ, Ван Броекховен С (2006). «Дупликации APP достаточно, чтобы вызвать раннюю деменцию болезни Альцгеймера с церебральной амилоидной ангиопатией». Мозг . 129 (Часть 11): 2977–83. дои : 10.1093/brain/awl203 . ПМИД 16921174.
^ Коно, Т.; Каваниши, М.; Мацуда, С.; Итикава, Х.; Такада, М.; Оки, М.; Ямамото, Т.; Ёкота, Дж. (март 1998 г.). «Гомозиготная делеция и частая потеря аллелей области 21q11.1-q21.1, включая ген ANA, при карциноме легких человека». Гены, хромосомы и рак . 21 (3): 236–243. doi :10.1002/(sici)1098-2264(199803)21:3<236::aid-gcc8>3.0.co;2-0. ISSN 1045-2257. PMID 9523199. S2CID 24082301.
^ Страница оформления генома, NCBI. Данные идеограммы Homo sapience (400 ударов в час, сборка GRCh38.p3). Последнее обновление 4 марта 2014 г. Проверено 26 апреля 2017 г.
^ Страница оформления генома, NCBI. Данные идеограммы Homo sapience (550 ударов в час, сборка GRCh38.p3). Последнее обновление 11 августа 2015 г. Проверено 26 апреля 2017 г.
^ Международный постоянный комитет по цитогенетической номенклатуре человека (2013). ISCN 2013: Международная система цитогенетической номенклатуры человека (2013). Каргерское медицинское и научное издательство. ISBN978-3-318-02253-7.
^ Сетакулвичай, В.; Манитпорнсут, С.; Вибунрат, М.; Лилакиацакун, В.; Ассавамакин, А.; Тонгсима, С. (2012). «Оценка разрешения на уровне полос изображений хромосом человека». 2012 Девятая Международная конференция по информатике и программной инженерии (JCSSE) . стр. 276–282. doi : 10.1109/JCSSE.2012.6261965. ISBN978-1-4673-1921-8. S2CID 16666470.
^ " p ": Короткая рука; « q »: Длинная рука.
^ Номенклатуру цитогенетических полос см. в статье locus .
^ ab Эти значения (начало/конец ISCN) основаны на длине полос/идеограмм из книги ISCN «Международная система цитогенетической номенклатуры человека» (2013). Произвольная единица .
^ gpos : область, положительно окрашенная G-полосами , обычно богатая АТ и бедная генами; gneg : область, отрицательно окрашенная G-полосами, обычно богатая CG и богатая генами; acen Центромера . var : переменная область; стебель : Стебель.
Антонаракис С.Е., Лайл Р., Дермицакис Э.Т., Реймонд А., Дойч С. (2004). «21-я хромосома и синдром Дауна: от геномики к патофизиологии». Нат преподобный Жене . 5 (10): 725–38. дои : 10.1038/nrg1448. PMID 15510164. S2CID 5487794.
Антонаракис С.Е., Лайл Р., Дойч С., Реймонд А. (2002). «Хромосома 21: маленькая страна увлекательных заболеваний с неизвестной патофизиологией». Int J Dev Biol . 46 (1): 89–96. ПМИД 11902692.
Антонаракис С.Е. (2001). «Хромосома 21: от последовательности к применению». Curr Opin Genet Dev . 11 (3): 241–6. дои : 10.1016/S0959-437X(00)00185-4. ПМИД 11377958.
Гилберт Ф (1997). «Гены и хромосомы болезней: карты болезней генома человека. Хромосома 21». Генетический тест . 1 (4): 301–6. doi :10.1089/gte.1997.1.301. ПМИД 10464663.
Хаттори М, Фудзияма А, Тейлор ТД, Ватанабэ Х, Яда Т, Пак ХС, Тойода А, Исии К, Тотоки Ю, Чой Д.К., Гронер Ю, Соеда Э, Оки М, Такаги Т, Сакаки Ю, Таудиен С, Блехшмидт К. , Полли А, Мензель У, Делабар Дж, Кумпф К, Леманн Р, Паттерсон Д, Райхвальд К, Румп А, Шиллхабель М, Шуди А, Циммерманн В, Розенталь А, Кудо Дж, Шибуя К, Кавасаки К, Асакава С, Шинтани А, Сасаки Т, Нагамине К, Мицуяма С, Антонаракис С.Э., Миношима С, Симидзу Н, Нордсик Г, Хорнишер К, Брант П, Шарф М, Шон О, Десарио А, Райхельт Дж, Кауэр Дж, Блокер Х, Рамсер Дж, Бек А., Клагес С., Хенниг С., Риссельманн Л., Даганд Э., Хааф Т., Вермейер С., Борзим К., Гардинер К., Низетик Д., Фрэнсис Ф., Лерах Х., Рейнхардт Р., Яспо М.Л. (2000). «Последовательность ДНК 21 хромосомы человека». Природа . 405 (6784): 311–9. Бибкод : 2000Natur.405..311H. дои : 10.1038/35012518 . ПМИД 10830953.
Савинска М., Ладон Д. (2004). «Механизм, выявление и клиническое значение реципрокной транслокации t(12;21)(p12;q22) у детей, больных острым лимфобластным лейкозом». Леук Рес . 28 (1): 35–42. дои : 10.1016/S0145-2126(03)00160-7. ПМИД 14630078.
Ровеле-Лекрукс А, Ханнекен Д, Ро Г, Ле Мёр Н, Лакерьер А, Виталь А, Думанчен С, Фейетт С, Брис А, Верчеллетто М, Дюба Ф, Фребур Т, Кэмпион Д (2005). «Дупликация локуса APP вызывает аутосомно-доминантную болезнь Альцгеймера с ранним началом с церебральной амилоидной ангиопатией». Природная генетика . 38 (1): 24–6. дои : 10.1038/ng1718. PMID 16369530. S2CID 559054.
Анита Раух; Кристиан Т. Тиль; Детлев Шиндлер; Урсула Вик; Яник Дж. Кроу; Ариф Б. Экичи; Энтони Дж. ван Эссен; Тимм О. Гёке; Лихад аль-Газали ; Кристина Х. Хшановска; Кристиана Цвайер; Хан Г. Бруннер; Кристин Беккер; Синтия Дж. Карри; Бруно Даллапиккола; Коенраад Девриендт; Арнд Дёрфлер; Эстер Киннинг; Андре Мегарбан; Питер Майнеке; Роберт К. Семпл; Стефани Спрангер; Анник Тутен; Ричард К. Трембат; Эгберт Восс; Луиза Уилсон; Рауль Хеннекам; Франсис де Зегер; Хельмут-Гюнтер Дорр; Андре Рейс (2008). «Мутации в гене перицентрина (PCNT) вызывают первобытную карликовость». Наука онлайн . 319 (5864): 816–9. Бибкод : 2008Sci...319..816R. дои : 10.1126/science.1151174 . PMID 18174396. S2CID 23055733.
Внешние ссылки
На Wikimedia Commons есть медиафайлы, связанные с 21-й хромосомой человека .
Национальные институты здоровья. «Хромосома 21». Домашний справочник по генетике . Архивировано из оригинала 5 июня 2011 г. Проверено 6 мая 2017 г.
«Хромосома 21». Информационный архив проекта «Геном человека», 1990–2003 гг . Проверено 6 мая 2017 г.