Войти
The экзом состоит из всех экзонов в геноме, последовательности, которые при транскрибировании остаются внутри зрелой РНК после интроны удаляются посредством сплайсинга РНК. Это включает нетранслируемые области мРНК и кодирующую последовательность (или CDS). Секвенирование экзома оказалось эффективным методом определения генетической основы более чем двух десятков менделевских или заболеваний с одним геном.
Различия между геномом, экзомом и транскриптомом. Экзом состоит из всех экзонов в геноме. Напротив, траскриптом варьируется в зависимости от типа клеток (например, нейроны против сердечных клеток), включая только часть экзонов, которые фактически транскрибируются в мРНК. Экзом человека состоит примерно из 233,785 экзонов, примерно 80% из которых имеют длину менее 200 пар оснований, что в сумме составляет около 1,1% от общего генома, или около 30 мегабаз ДНК. Считается, что, хотя и составляют очень небольшую часть генома, мутации в экзоме содержат 85% из мутаций, оказывающих большое влияние на заболевание.
Важно отметить, что экзом отличается от транскриптома, который представляет собой всю транскрибируемую РНК внутри определенного типа клетки. В то время как экзом постоянен от типа клетки к типу клетки, транскриптом изменяется в зависимости от структуры и функции клеток. В результате весь экзом не транслируется в белок в каждой клетке. Различные типы клеток только транскрибируют части экзома, и только кодирующие области экзонов в конечном итоге транслируются в белки.
Секвенирование следующего поколения (секвенирование следующего поколения) позволяет быстро секвенировать большие объемы ДНК, значительно продвигая изучение генетики и заменяя старые методы, такие как Секвенирование по Сэнгеру. Эта технология становится все более распространенной в здравоохранении и исследованиях не только потому, что это надежный метод определения генетических вариаций, но и потому, что она рентабельна и позволяет исследователям секвенировать целые геномы от нескольких дней до недель. Это можно сравнить с предыдущими методами, которые могли занять месяцы. Секвенирование следующего гена включает как секвенирование всего экзома, так и секвенирование всего генома.
Секвенирование экзома человека вместо всего его или ее генома было предложен как более экономичный и эффективный способ диагностики редких генетических нарушений. Также было обнаружено, что он более эффективен, чем другие методы, такие как кариотипирование и микроматрицы. Это различие в значительной степени связано с тем, что фенотипы генетических нарушений являются результатом мутировавших экзонов. Кроме того, поскольку экзом составляет лишь 1,5% от общего генома, этот процесс более экономичный и быстрый, поскольку включает секвенирование около 40 миллионов оснований, а не 3 миллиардов пар оснований, составляющих геном.
С другой стороны, было обнаружено, что секвенирование всего генома позволяет получить более полное представление о вариантах в ДНК по сравнению с секвенированием всего экзома. В особенности для вариантов с одним нуклеотидом, секвенирование всего генома является более эффективным и более чувствительным, чем секвенирование всего экзома при обнаружении потенциально вызывающих заболевание мутаций в экзоме. Следует также иметь в виду, что некодирующие области могут участвовать в регуляции экзонов, составляющих экзом, и поэтому секвенирование всего экзома может быть неполным для демонстрации всех последовательностей, действующих в формирование экзома.
В любой форме секвенирования, секвенирования всего экзома или секвенирования всего генома, некоторые утверждали, что такие методы должны выполняться с учетом медицинской этики.. В то время как врачи стремятся сохранить автономию пациента, при секвенировании у лабораторий намеренно предлагается изучить генетические варианты, которые могут быть совершенно не связаны с текущим состоянием пациента и потенциально могут выявить результаты, которые не были получены намеренно. Кроме того, предполагалось, что такое тестирование подразумевает формы дискриминации определенных групп из-за наличия определенных генов, что в результате создает возможность стигмы или негативного отношения к этой группе.
Редкие мутации, влияющие на функцию основных белков, составляют большинство менделевских болезней. Кроме того, подавляющее большинство болезнетворных мутаций в менделевских локусах может быть обнаружено в кодирующей области. С целью поиска методов наилучшего обнаружения вредных мутаций и успешной диагностики пациентов исследователи ищут в экзоме ключи, которые помогут в этом процессе.
Секвенирование всего экзома - это новейшая технология, которая привела к открытию различных генетических нарушений и повысила частоту диагностики пациентов с редкими генетическими нарушениями. В целом секвенирование всего экзома позволило поставщикам медицинских услуг диагностировать 30-50% пациентов, у которых, как считалось, были редкие менделевские расстройства. Было высказано предположение, что секвенирование всего экзома в клинических условиях имеет много неизученных преимуществ. Экзом может не только улучшить наше понимание генетических паттернов, но и в клинических условиях может изменить лечение пациентов с редкими и ранее неизвестными заболеваниями, позволяя врачам разрабатывать более целенаправленные и персонализированные вмешательства.
Например, синдром Барттера, также известный как нефропатия с потерей соли, является наследственным заболеванием почек, характеризующимся гипотензией (пониженное кровяное давление), гипокалиемией (низкий уровень калия) и алкалоз (высокий pH крови), приводящие к мышечной усталости и различным уровням летальности. Это пример редкого заболевания, поражающего менее одного человека на миллион, на пациентов которого положительно повлияло секвенирование всего экзома. Благодаря этому методу пациенты, у которых раньше не обнаруживались классические мутации, связанные с синдромом Барттера, были официально диагностированы с ним после того, как было обнаружено, что болезнь имеет мутации за пределами интересующих локусов. Таким образом, они смогли получить более целенаправленное и продуктивное лечение болезни.
Большое внимание при секвенировании экзома в контексте диагностики заболеваний уделяется белкам, кодирующим аллели «потери функции». Однако исследования показали, что будущие достижения, которые позволят изучать некодирующие области внутри и вне экзома, могут привести к дополнительным возможностям в диагностике редких менделевских расстройств. экзом является частью генома, состоящей из экзонов, последовательностей, которые при транскрибировании остаются внутри зрелой РНК после интрон удаляются посредством сплайсинга РНК и вносят вклад в конечный белковый продукт, кодируемый этим геном. Он состоит из всей ДНК, которая транскрибируется в зрелую РНК в клетках любого типа, в отличие от транскриптома, который представляет собой РНК, транскрибируемую только в определенной популяции клеток. Экзом генома человека состоит примерно из 180000 экзонов, составляющих около 1% от общего генома, или около 30 мегабаз ДНК. Считается, что, хотя и составляют очень небольшую часть генома, мутации в экзоме содержат 85% из мутаций, оказывающих большое влияние на заболевание. Секвенирование экзома оказалось эффективной стратегией для определения генетической основы более чем двух десятков менделевских или нарушений одного гена.
