कॉपी संख्या भिन्नता और जीन खुराक

जीनोम न केवल एकल अक्षरों में भिन्न होते हैं, बल्कि उनमें एक खंड की कितनी प्रतियां होती हैं, इसमें भी भिन्नता होती है। कॉपी संख्या भिन्नता (CNV) - डीएनए के हिस्सों का विलोपन और दोहराव, अक्सर पूरे जीनों को फैलाते हुए - जीन खुराक को बदल देता है, जो एक जीन की कार्यात्मक प्रतियों की संख्या है। क्योंकि एक जीन उत्पाद की मात्रा उसके अनुक्रम जितनी ही महत्वपूर्ण हो सकती है, खुराक में परिवर्तन जीनोम भिन्नता और बीमारी का एक महत्वपूर्ण अक्ष है।

Definition

कॉपी संख्या भिन्नता डीएनए के खंडों का लाभ (दोहराव) या हानि (विलोपन) है ताकि प्रतियों की संख्या जीनोम के बीच भिन्न हो; जीन खुराक एक जीन की कार्यात्मक प्रतियों की संख्या है, जो यह प्रभावित करती है कि उसके उत्पाद का कितना निर्माण होता है।

Scope

यह विषय जीनोम में एक संरचनात्मक परिवर्तन के रूप में कॉपी संख्या भिन्नता और जीन खुराक की अवधारणा को शामिल करता है जिसे यह प्रभावित करता है, जिसमें CNV की खोज कैसे की जाती है और खुराक संवेदनशीलता कुछ जीनों को कॉपी परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील क्यों बनाती है। यह संदर्भ और शैक्षिक सामग्री है और नैदानिक मार्गदर्शन के बजाय सामान्य रूप से रोग संघों का वर्णन करता है।

Core questions

• कॉपी संख्या वेरिएंट क्या है और यह बिंदु उत्परिवर्तन से कैसे भिन्न है?
• जीन कॉपी संख्या बदलने से जीन खुराक और फेनोटाइप कैसे बदलता है?
• कौन से जीन खुराक परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील होते हैं?
• जीनोम में कॉपी संख्या वेरिएंट का पता कैसे लगाया जाता है?

Key concepts

• कॉपी संख्या भिन्नता (CNV)
• विलोपन और दोहराव
• जीन खुराक
• खुराक संवेदनशीलता (हैप्लोइंसफिशिएंसी और ट्रिप्लोसेंसिटिविटी)
• संरचनात्मक भिन्नता
• कॉपी संख्या बहुरूपता
• जीनोमिक विकार

Mechanisms

एक CNV तब उत्पन्न होता है जब डीएनए का एक खंड दोहराया जाता है या हटा दिया जाता है, आमतौर पर समान अनुक्रमों के बीच पुनर्संयोजन के माध्यम से, ताकि एक जीनोम उस खंड के भीतर जीनों की अधिक या कम प्रतियां ले जाए। कॉपी संख्या बदलने से जीन खुराक बदल जाती है: कम प्रतियों के साथ कोशिका बहुत कम उत्पाद बना सकती है (जहां एक एकल कार्यशील प्रति अपर्याप्त है, यानी, खुराक संवेदनशीलता), और अतिरिक्त प्रतियों के साथ यह बहुत अधिक बना सकती है। खुराक-संवेदनशील जीनों के लिए, ये मात्रात्मक बदलाव फेनोटाइप को बदलने के लिए पर्याप्त हो सकते हैं, भले ही जीन का कोडिंग अनुक्रम अपरिवर्तित हो। CNV की पहचान जीनोम-व्यापी रूप से जीनोम में अनुक्रम की गहराई या तीव्रता की तुलना करके असामान्य संख्या में मौजूद क्षेत्रों का पता लगाने के लिए की जाती है।

Clinical relevance

कॉपी संख्या वेरिएंट कई जीनोमिक विकारों में योगदान करते हैं, और यह आकलन करना कि क्या विलोपन या दोहराव एक खुराक-संवेदनशील जीन को ओवरलैप करता है, संरचनात्मक भिन्नता की व्याख्या का एक हिस्सा है। यह विषय संदर्भ और शिक्षा के लिए ऐसी व्याख्या के पीछे की संरचनात्मक और खुराक अवधारणाओं का वर्णन करता है; यह व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Epidemiology

मानव जीनोम के सर्वेक्षण से पता चलता है कि कॉपी संख्या भिन्नता सामान्य है: प्रत्येक जीनोम में कई CNV होते हैं, और सामूहिक रूप से वे व्यक्तियों के बीच भिन्न होने वाले बेस जोड़े का एक बड़ा हिस्सा बनाते हैं - कुल प्रभावित अनुक्रम में एकल-न्यूक्लियोटाइड अंतर के बराबर या उससे अधिक - जिससे खुराक भिन्नता सामान्य मानव आनुवंशिक विविधता की एक व्यापक विशेषता बन जाती है।

Evidence & guidelines

यह पहचान कि स्वस्थ जीनोम में कॉपी संख्या बहुरूपता व्यापक है, माइक्रोएरे-आधारित सर्वेक्षणों से आई है, और CNV सहित संरचनात्मक भिन्नता की खोज और जीनोटाइपिंग के तरीकों को अनुक्रमण युग में व्यवस्थित किया गया है; ये इस बात का संदर्भ आधार प्रदान करते हैं कि कॉपी संख्या को कैसे मापा और व्याख्या किया जाता है।

History

2000 के दशक की शुरुआत तक आनुवंशिक भिन्नता को मुख्य रूप से एकल न्यूक्लियोटाइड के संदर्भ में तैयार किया गया था। माइक्रोएरे सर्वेक्षणों ने तब खुलासा किया कि बड़े दोहराव और विलोपन स्वस्थ लोगों में भी आम हैं, जिससे कॉपी संख्या भिन्नता जीनोम भिन्नता के एक प्रमुख वर्ग के रूप में स्थापित हुई; अनुक्रमण ने बाद में इसकी खोज को परिष्कृत किया और विशिष्ट खुराक परिवर्तनों को जीनोमिक विकारों से जोड़ा।

Key figures

• Jonathan Sebat
• Michael Wigler
• Evan Eichler

Seminal works

• sebat-2004
• alkan-2011

Frequently asked questions

कॉपी संख्या वेरिएंट एकल-अक्षर उत्परिवर्तन से कैसे भिन्न है?

एक बिंदु उत्परिवर्तन एक जीन में एक बेस को बदलता है, जबकि एक कॉपी संख्या वेरिएंट डीएनए के पूरे हिस्से को दोहराता या हटाता है, जिससे एक या अधिक जीनों की कितनी प्रतियां मौजूद हैं, यह बदल जाता है, बजाय एक ही स्थिति को बदलने के।

जीन प्रतियों की संख्या क्यों मायने रखती है?

खुराक-संवेदनशील जीनों के लिए, उत्पाद की मात्रा महत्वपूर्ण होती है; बहुत कम प्रतियां बहुत कम पैदा कर सकती हैं और अतिरिक्त प्रतियां बहुत अधिक, इसलिए जीन खुराक में बदलाव फेनोटाइप को प्रभावित कर सकता है, भले ही प्रत्येक प्रति का अनुक्रम सामान्य हो।