Ключевая разница - геном против экзома
Проект «Геном человека», начатый в 1911 году, стал революцией в истории современной генетики, породившей множество аналитических методов с точки зрения генетической диагностики и генной терапии. Проект «Геном человека» был базирующейся в США совместной исследовательской программой, целью которой было полное картирование и понимание всех генов человека. На основе этого исследовательского проекта были разработаны термины «геном», «интрон» и «экзон». Геном - это полный набор генов в организме, который отвечает за все гены, присутствующие в этом конкретном организме, тогда как экзом - это полный набор экзонов, присутствующих в организме, который отвечает за все кодирующие области генов, присутствующих в конкретном виде. В этом ключевое различие между геномом и экзомом.
Что такое геном?
Геном относится к полному набору генетических инструкций, которые хранятся в виде генов или конкретных последовательностей дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) в конкретном организме или виде. Каждый геном содержит всю информацию, необходимую для роста, развития и другой функциональной деятельности конкретного организма. Геном состоит из ДНК, которая находится в ядре эукариот и в цитоплазме прокариот.
Генетические коды в геноме человека состоят из 3,2 миллиарда оснований ДНК, состоящей из четырех типов нуклеотидов: аденина, гуанина, цитозина и тимина. Различные последовательные порядки этих четырех оснований определяют уникальность конкретного гена. Эукариотический геном включает как ядерную ДНК, так и митохондриальную ДНК. Таким образом, эта уникальная комбинация отличается от организма к организму, а геном человека уникален по своей природе и может выступать в качестве отпечатка пальца в диагностических целях.
Рисунок 01: Проект «Геном человека»
Первым геномом, который был секвенирован и идентифицирован, был геном Escherichia coli; позже были проанализированы геномы дрожжей, простейших и растений. Секвенирование генома человека заняло пару десятилетий. Геном человека содержит примерно 3 200 000 000 нуклеотидов, от 30 000 до 40 000 кодирующих и некодирующих генов и компактно упакован в 23 пары хромосом, которые несут упакованную ДНК, действующую как генетические детерминанты. Такая упаковка генов является результатом сильно скрученных спиральных структур ДНК и образования связанных с белками комплексов, которые уменьшают длину, занимаемую ДНК в ее некомпактной фазе.
Что такое Exome?
Экзом - это подмножество генома, состоящее только из кодирующих участков генов конкретного организма. Кодирующие области генов называются экзонами, и они представляют собой тип генов, которые транскрибируются в мРНК, а затем транслируются в аминокислотные последовательности, образуя функциональные и структурные белки. Во время посттранскрипционных модификаций у эукариот интроны, являющиеся некодирующими областями, удаляются, а экзоны присоединяются. Это делается с помощью процесса, известного как сплайсинг РНК. У прокариот интронов нет или меньше; следовательно, сплайсинг РНК не требуется. Таким образом, для создания экзома конкретного организма необходимо выделить зрелую РНК, а затем синтезировать комплементарную ДНК с помощью фермента обратной транскриптазы.
Рисунок 02: Exome
Экзоны всех наших генов составляют примерно 1,5% генома и содержат всего около 3 мегабаз, поскольку экзом составляет небольшой процент всего генома. Секвенировать экзом дешевле и быстрее, чем весь геном. Анализ экзома дает важную информацию о функциональных свойствах организма, а мутации, наблюдаемые в экзоме, напрямую связаны с клиническими проявлениями.
Каковы сходства между геномом и экзомом?
- Геном и экзом состоят из набора генов в организме.
- Оба содержат четыре основных нуклеотидных основания; Аденин, Гуанин, Цитозин и Тимин.
- Геном и экзом сконденсированы в хромосомы и расположены очень компактно.
- Секвенирование как генома, так и экзома может быть выполнено в лабораторных условиях.
- Геном и экзом помогают анализировать генетические мутации, которые могут быть причиной генетических заболеваний и других неинфекционных заболеваний, а также нарушения обмена веществ.
В чем разница между геномом и экзомом?
Геном против экзома |
|
| Полный набор генетических инструкций, который хранится в виде генов или последовательностей ДНК в конкретном организме или виде, известен как геном. | Подмножество генома, состоящее только из кодирующих генов конкретного организма, известно как экзом. |
| Размер | |
| Геном большой, около 3 200 000 000 нуклеотидов. | Экзом небольшой, около 3 000 000 нуклеотидов (1% генома). |
| Композиция | |
| Геном состоит из всего содержимого ДНК, включая как кодирующие, так и некодирующие участки. | Экзом содержит только кодирующие участки всей ДНК, известные как экзоны. |
| Секвенирование | |
| Для секвенирования генома можно использовать простые методы, такие как секвенирование по Сэнгеру. | Для секвенирования экзома требуются сложные методы, включающие обратную транскрипцию зрелой мРНК. |
Резюме – Геном против экзома
Геном – это полный набор ДНК, присутствующий в организме. Экзом - часть генома, включающая только экзоны всего набора генов. В этом основное различие между геномом и экзомом. Анализ генома и экзома является перспективной областью науки и широко используется в технологиях рекомбинантной ДНК для анализа генов, присутствующих в организме, и разработки методов манипулирования генами, чтобы их можно было использовать с пользой.
Загрузить PDF-версию Genome vs Exome
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между геномом и экзомом
