कॉपी संख्या भिन्नता

कॉपी संख्या भिन्नता (CNV) संरचनात्मक भिन्नता का एक रूप है जिसमें DNA के खंड व्यक्तियों के बीच प्रतियों की भिन्न संख्या में मौजूद होते हैं — सामान्यतः विलोपन (deletions) के माध्यम से जो प्रतियों को कम करते हैं या दोहराव (duplications) के माध्यम से जो उन्हें बढ़ाते हैं। CNV किलोबेस से लेकर मेगाबेस तक फैले होते हैं, मानव आनुवंशिक विविधता का एक महत्वपूर्ण हिस्सा होते हैं, और वे जिन जीनों को घेरते हैं उनकी खुराक (dosage) को बदलकर फीनोटाइप (phenotype) को प्रभावित कर सकते हैं।

Definition

कॉपी संख्या भिन्नता एक संरचनात्मक प्रकार है जिसमें एक DNA खंड, पारंपरिक रूप से एक किलोबेस या उससे बड़ा, एक संदर्भ जीनोम (reference genome) के सापेक्ष प्रतियों की एक परिवर्तनीय संख्या में मौजूद होता है, जो मुख्य रूप से विलोपन (कॉपी हानि) और दोहराव (कॉपी लाभ) के माध्यम से उत्पन्न होता है।

Scope

यह विषय DNA प्रतियों के लाभ और हानि को संरचनात्मक भिन्नता के एक विशिष्ट, खुराक-परिभाषित वर्ग के रूप में शामिल करता है: CNV कैसे उत्पन्न होते हैं, उनके खुराक प्रभाव फीनोटाइप से कैसे संबंधित हैं, और उनका पता कैसे लगाया जाता है और उनकी व्याख्या कैसे की जाती है। यह गुणसूत्र संरचनात्मक भिन्नता पर व्यापक सहोदर विषय का पूरक है, जिसमें संतुलित पुनर्व्यवस्था (balanced rearrangements) भी शामिल है। यह अवधारणा पर संदर्भ सामग्री है, न कि नैदानिक ​​प्रबंधन मार्गदर्शन।

Key concepts

• कॉपी लाभ (दोहराव) और कॉपी हानि (विलोपन)
• जीन खुराक
• खुराक संवेदनशीलता, हैप्लोइंसफिशिएंसी और ट्रिप्लोसेंसिटिविटी
• गैर-एलीलिक समरूप पुनर्संयोजन
• आवर्ती बनाम गैर-आवर्ती CNV
• सौम्य कॉपी संख्या बहुरूपता
• गुणसूत्र माइक्रोएरे पहचान
• अपूर्ण प्रवेश और परिवर्तनीय अभिव्यंजकता

Mechanisms

कॉपी संख्या में परिवर्तन मुख्य रूप से पुनर्संयोजन- और प्रतिकृति-आधारित तंत्रों के माध्यम से उत्पन्न होते हैं: पार्श्व खंडीय दोहराव (flanking segmental duplications) के बीच गैर-एलीलिक समरूप पुनर्संयोजन (non-allelic homologous recombination) सुसंगत ब्रेकपॉइंट (breakpoints) के साथ आवर्ती CNV उत्पन्न करता है, जबकि प्रतिकृति त्रुटियां और एंड-जॉइनिंग (end-joining) परिवर्तनीय आकार के गैर-आवर्ती CNV उत्पन्न करते हैं (Hastings et et al., 2009)। एक CNV मुख्य रूप से जीन खुराक को बदलकर फीनोटाइप को प्रभावित करता है — एक खुराक-संवेदनशील (haploinsufficient) जीन को हटाकर या एक ट्रिप्लोसेंसिटिव (triplosensitive) जीन की प्रतियों को बढ़ाकर — और इसके ब्रेकपॉइंट पर जीनों को बाधित या संलयित भी कर सकता है। कई CNV सामान्य, सौम्य बहुरूपता (polymorphisms) हैं, और जीनोम-व्यापी अध्ययनों से पता चला है कि वे जीनोम के एक सार्थक अंश को कवर करते हैं और जीन अभिव्यक्ति में भिन्नता में योगदान करते हैं (Wellcome Trust Case Control Consortium, 2010; Feuk et al., 2006)।

Clinical relevance

CNV विकासात्मक और न्यूरोसाइकिएट्रिक स्थितियों और आवर्ती जीनोमिक विकारों का एक मान्यता प्राप्त कारण हैं, और गुणसूत्र माइक्रोएरे (chromosomal microarray) उनके मूल्यांकन में एक सामान्य प्रथम-स्तरीय परीक्षण है। एक CNV की व्याख्या करने के लिए सौम्य बहुरूपता को खुराक-संवेदनशील जीनों को प्रभावित करने वाले खुराक परिवर्तनों से अलग करना आवश्यक है, और कुछ रोगजनक CNV अपूर्ण प्रवेश (incomplete penetrance) और परिवर्तनीय अभिव्यंजकता (variable expressivity) दिखाते हैं। यह विषय बताता है कि CNV कैसे उत्पन्न होते हैं और उनका आकलन कैसे किया जाता है और यह व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Epidemiology

कॉपी संख्या प्रकार मानव आनुवंशिक भिन्नता का एक सामान्य रूप है, जो सामूहिक रूप से जीनोम के एक महत्वपूर्ण अनुपात को फैलाता है; बड़े सर्वेक्षणों में पाया गया कि अधिकांश सामान्य CNV सौम्य होते हैं और वे जीन अभिव्यक्ति में वंशानुगत अंतरों का एक मापने योग्य हिस्सा होते हैं (Wellcome Trust Case Control Consortium, 2010)।

Debates

कुछ रोगजनक CNV परिवर्तनीय परिणाम क्यों दिखाते हैं?

कुछ रोग-संबंधी CNV अपूर्ण प्रवेश और परिवर्तनीय अभिव्यंजकता दिखाते हैं, जिसमें वाहक अप्रभावित से गंभीर रूप से प्रभावित तक होते हैं; इसका श्रेय संशोधित प्रकारों, दूसरे हिट और पर्यावरणीय कारकों को दिया जाता है, जिससे अकेले CNV से परिणाम की भविष्यवाणी करना जटिल हो जाता है।

Seminal works

• hastings-2009
• wtccc-2010
• feuk-2006

Frequently asked questions

कॉपी संख्या भिन्नता संरचनात्मक भिन्नता से कैसे संबंधित है?

कॉपी संख्या भिन्नता संरचनात्मक भिन्नता का एक उपसमूह है, विशेष रूप से असंतुलित परिवर्तन — विलोपन और दोहराव — जो DNA खंड की प्रतियों की संख्या को बदलते हैं, जैसा कि व्युत्क्रमण (inversions) और स्थानान्तरण (translocations) जैसे संतुलित पुनर्व्यवस्था के विपरीत है।

क्या सभी कॉपी संख्या प्रकार हानिकारक होते हैं?

नहीं। कई CNV सामान्य, सौम्य बहुरूपता होते हैं जिनका कोई स्पष्ट प्रभाव नहीं होता है। नैदानिक ​​महत्व परिवर्तन के आकार और स्थान पर निर्भर करता है और क्या यह उन जीनों की खुराक को बदलता है जो कॉपी संख्या के प्रति संवेदनशील होते हैं।