Ключова разлика – геном срещу екзома
Проектът за човешкия геном, който започна през 1911 г., беше революция в историята на съвременната генетика, която даде началото на много аналитични техники по отношение на генетична диагностика и генна терапия. Проектът за човешкия геном беше базирана в САЩ програма за съвместни изследвания, чиято цел беше пълното картографиране и разбиране на всички гени на човешките същества. Въз основа на този изследователски проект са разработени термините геном, интрон и екзон. Геномът е пълният набор от гени в организъм, който отчита всички гени, присъстващи в този конкретен организъм, докато Exome е пълният набор от екзони, присъстващи в организъм, който отчита всички кодиращи области на гени, присъстващи в определен вид. Това е ключовата разлика между генома и екзома.
Какво е геном?
Геномът се отнася до пълния набор от генетични инструкции, които се съхраняват като гени или специфични последователности на дезоксирибонуклеинови киселини (ДНК) в определен организъм или вид. Всеки геном съдържа цялата информация, необходима за растежа, развитието и други функционални дейности на даден организъм. Геномът се състои от ДНК, която се намира в ядрото на еукариотите и в цитоплазмата на прокариотите.
Генетичните кодове в човешкия геном са изградени от 3,2 милиарда бази ДНК, която е съставена от четири вида нуклеотиди: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Различните последователни редове на тези четири бази определят уникалността на даден ген. Еукариотният геном включва както ядрена ДНК, така и митохондриална ДНК. По този начин тази уникална комбинация се различава от организъм до организъм и геномът на индивида е уникален по природа и може да действа като пръстов отпечатък за диагностични цели.
Фигура 01: Проектът за човешкия геном
Първият геном, който беше секвениран и идентифициран, беше този на Escherichia coli; по-късно бяха анализирани дрожди, протозои и растителни геноми. Секвенирането на човешкия геном отне няколко десетилетия, за да бъде завършено. Човешкият геном съдържа приблизително 3 200 000 000 нуклеотида, около 30 000 до 40 000 гена, които са кодиращи и некодиращи гени, и е компактно опакован в 23 двойки хромозоми, които носят пакетираната ДНК, която действа като генетични детерминанти. Това опаковане на ген е резултат от плътно усуканите спираловидни структури на ДНК и свързаното с протеин образуване на комплекс, което намалява дължината, заета от ДНК в нейната неуплътнена фаза.
Какво е Exome?
Exome е подмножество от генома, което се състои само от кодиращите региони на гените на определен организъм. Кодиращите региони на гените се наричат екзони и те са вид гени, които се транскрибират в иРНК и след това се превеждат в аминокиселинни последователности, пораждайки функционални и структурни протеини. По време на посттранскрипционните модификации в еукариотите, интроните, които са некодиращи области, се отстраняват и екзоните се свързват. Това се извършва чрез процес, известен като РНК сплайсинг. При прокариотите няма или има по-малко интрони; следователно не се изисква сплайсинг на РНК. По този начин, за да се генерира екзома на определен организъм, трябва да се екстрахира зряла РНК и след това комплементарната ДНК трябва да се синтезира с помощта на ензим обратна транскриптаза.
Фигура 02: Exome
Екзоните на всички наши гени съставляват приблизително 1,5% от генома и съдържат само около 3 мегабази, тъй като екзомът представлява малък процент от целия геном. По-евтино и по-бързо е секвенирането на екзома, отколкото на целия геном. Анализът на екзома предоставя важна информация за функционалните свойства на даден организъм и мутациите, наблюдавани в екзома, са пряко свързани с клинична проява.
Какви са приликите между генома и екзома?
- Геномът и екзомът са съставени от набор от гени в даден организъм.
- И двете съдържат четири основни нуклеотидни бази; Аденин, гуанин, цитозин и тимин.
- Геномът и екзомът са кондензирани в хромозоми и са подредени по изключително компактен начин.
- Секвенирането както на генома, така и на екзома може да се извърши in vitro.
- Геномът и екзомът са полезни при анализирането на генетични мутации, които биха могли да бъдат причина за генетични заболявания и други незаразни заболявания и метаболитен дисбаланс.
Каква е разликата между генома и екзома?
Геном срещу Exome |
|
| Пълният набор от генетични инструкции, които се съхраняват като гени или последователности от ДНК в определен организъм или вид, е известен като геном. | Подгрупа от генома, която се състои само от кодиращите гени на определен организъм, е известна като екзом. |
| Размер | |
| Геномът е голям, около 3 200 000 000 нуклеотида. | Екзомът е малък, около 3 000 000 нуклеотида (1% от генома). |
| Композиция | |
| Геномът е съставен от общо ДНК съдържание, включително кодиращи и некодиращи региони. | Exome съдържа само кодиращи региони от общата ДНК, известни като екзони. |
| Секвениране | |
| Прости методи като секвениране на Sanger могат да се използват за секвениране на генома. | Необходими са сложни методи, които включват обратна транскрипция на зряла иРНК за секвениране на екзома. |
Резюме – Геном срещу Exome
Геномът е пълният набор от ДНК, присъстваща в един организъм. Exome е част от генома, която включва само екзоните на целия набор от гени. Това е основната разлика между генома и екзома. Анализът както на генома, така и на екзома е предстояща област на науката и се използва много в технологиите за рекомбинантна ДНК за анализиране на гените, присъстващи в даден организъм, и разработване на методи за манипулиране на гените, за да бъдат използвани благоприятно.
Изтеглете PDF версия на Genome vs Exome
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между генома и екзома
