1-я хромосома человека


Идиограмма 1-й хромосомы человека

1-я хромосо́ма челове́ка — самая большая из хромосом человека, одна из 46 хромосом человека, одна из аутосом человека. Хромосома содержит более 248 млн пар оснований,[1] что составляет примерно 8 % всего материала ДНК человеческой клетки[2].

В настоящее время считается, что на 1-й хромосоме находятся 4505 генов,[1] что выше ранее сделанных прогнозов относительно количества генов, которые основывались на размерах хромосомы.

Согласно цитогенетической классификации хромосома 1 относится к хромосомам группы А, что значит, что эта хромосома принадлежит к группе самых крупных хромосом человека и является метацентриком, то есть обладает плечами (p- и q-) примерно равной длины. Хромосома 1 обладает большим гетерохроматиновым участком, который включает два центромерных бэнда 1p11 и 1q11, а также прицентромерный бэнд 1q12, вместе составляющих порядка 5 % длины хромосомы 1[3].

Хромосома 1 содержит меньше повторяющихся диспергированных последовательностей, чем в среднем по человеческому геному (32,49 % против 45 % соответственно). Эта разница в основном обусловлена меньшим содержанием длинных диспергированных ядерных элементов (LINEs — long interspersed nuclear elements), которых в хромосоме 1 содержится 11,34 % от всей длины хромосомы, в то время как в среднем человеческий геном содержит около 20 % LINE-последовательностей[3].

Работа по определению последовательности нуклеотидов 1-й хромосомы координировалась институтом Сенгера, она была получена и опубликована последней[4][5] в рамках проекта «Геном человека» спустя два десятилетия после его начала.

Расшифровка последовательности

Несмотря на длительные работы по расшифровке нуклеотидной последовательности 1-ой хромосомы в рамках проекта «Геном человека», пока остаются не расшифрованными концевые последовательности. Расшифрованную часть, длина которой составляет 248 956 422 пар оснований, можно найти на сайте GenBank[6].

Гены

Хромосома 1 имеет среднюю плотность генов около 14.2 генов на 1 млн пар оснований, что почти вдвое выше, чем средний показатель по геному человека (7.8 генов на 1 млн пар оснований). Таким образом, хромосома 1 является одной из наиболее богатых генами хромосом человека[2].

Хромосома 1 содержит несколько кластеров генов, кодирующих функционально и/или структурно связанные транскрипты. Наиболее значимым является кластер генов эпидермальной дифференцировки, занимающий 2.5 млн пар оснований в бэнде 1q21. Этот кластер содержит 14 генов, специфически экспрессирующихся во время зависимой от кальция дифференцировки кератиноцитов, и 13 дополнительных генов, принадлежащих к S100 семейству кальций-связывающих белков[3].

На хромосоме 1 находятся два кластера генов канонических гистонов: в бэнде 1q21 находится кластер HIST2, содержащий 6 гистоновых генов, а в бэнде 1q42 находится кластер HIST3, состоящий из трёх генов[7].

На q-плече в бэндах 1q22-q23 находится кластер генов, кодирующих CD1 антигены (CD1A — CD1E), также на этом плече в бэндах 1q23-q25 находится кластер генов, кодирующих флавин-содержащие монооксигеназы (FM01 — FM05).

На p-плече наиболее значимыми кластерами являются кластер генов, кодирующих амилазы (AMY1A — AMY1C, AMY2A, AMY2AB), который находится в бэнде 1p21, кластер генов коннексинов (GJA4, GJA10, GJB3 — GJB5) в бэнде 1p34-p35.1, а также кластер генов глутатион-S-трансфераз (GSTM1 — GSTM5) в бэнде 1p13.3[3].

Ниже перечислены некоторые гены, расположенные на 1-й хромосоме.

Плечо p

Плечо q

Болезни и расстройства

Известно около 350 генетических заболеваний, связанных с хромосомой 1[2]; перестройки и мутации в этой хромосоме приводят к раку и многим другим заболеваниям. Ниже перечислены некоторые заболевания, связанные с генами 1-й хромосомы:

Примечания

  1. 1 2 Human chromosome 1 map view (англ.). Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database. The Wellcome Trust Sanger Institute. — Карта хромосомы и её основные параметры: размер, количество генов и т. п. Архивировано 5 апреля 2012 года.  (Дата обращения: 13 ноября 2009)
  2. 1 2 3 S. G. Gregory, K. F. Barlow, K. E. McLay, et al. The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1 (англ.) // Nature. — May 2006. — No. 441. — P. 315—321. Архивировано 26 марта 2015 года. doi:10.1038/nature04727. PMID 16710414.  (Дата обращения: 13 ноября 2009)
  3. 1 2 3 4 Nature encyclopedia of the human genome / David N. Cooper. — London, New York and Tokyo: Nature Publishing group, 2003. — Vol. 1. — P. 551—559. — ISBN 0-333-80386-8.
  4. Landmark HGP Papers (англ.). Human Genome Project Information. Human Genome Project. Архивировано 5 апреля 2012 года.  (Дата обращения: 3 августа 2009)
  5. Final genome ‘chapter’ published (англ.). BBC News. BBC. Архивировано 5 апреля 2012 года.  (Дата обращения: 4 августа 2009)
  6. Homo sapiens chromosome 1, GRCh38.p13 Primary Assembly (англ.). — Нуклеотидная последовательность 1-ой хромосомы. Дата обращения: 16 февраля 2020. Архивировано 15 апреля 2020 года.
  7. Marzluff W. F., Gongidi P., Woods K. R., Jin J., Maltais L. J. The human and mouse replication-dependent histone genes (англ.) // Genomics : journal. — Academic Press, 2002. — November (vol. 80, no. 5). — P. 487—498. — PMID 12408966. Архивировано 5 марта 2016 года.
  8. Ada Hamosh. 605481 - ABNORMAL SPINDLE-LIKE, MICROCEPHALY-ASSOCIATED; ASPM (англ.). OMIM (7 сентября 2018). Дата обращения: 17 декабря 2018. Архивировано 17 февраля 2019 года.
  9. GBA Ген (ген глюкоцереброзидазы). medbiol.ru. Дата обращения: 17 декабря 2020. Архивировано 20 февраля 2020 года.
  10. Stephen Mullin, Laura Smith, Katherine Lee, Gayle D'Souza, Philip Woodgate. Ambroxol for the Treatment of Patients With Parkinson Disease With and Without Glucocerebrosidase Gene Mutations: A Nonrandomized, Noncontrolled Trial // JAMA neurology. — 04 01, 2020. — Т. 77, вып. 4. — С. 427–434. — ISSN 2168-6157. — doi:10.1001/jamaneurol.2019.4611. Архивировано 5 апреля 2021 года.