Vår blogg försöker alltid vara informativ och lättillgänglig, och vi skriver den med syftet att göra den enkel och begriplig för alla läsare. Vid detta tillfälle har vi tillåtit oss själva att vara lite mer tekniska för att förklara vissa grunder i genetiska härkomster. Men du behöver inte förstå varje ord eller varje påstående i detalj. Vi är säkra på att i slutet av att läsa det här inlägget kommer du att ha huvudkoncepten som har gjort det möjligt för dig att bättre förstå vad som ligger bakom skapandet av en 24Genetics personliga anorstudie.
Vad är genetiskt arv?
För att förstå omfattningen av härkomsttestning och för att förstå vetenskapen bakom det är det nödvändigt att förklara hur genetiskt material är organiserat och hur genetiskt arv fungerar.
Hur är genetiskt material organiserat?
Genetiskt material är den kemiska bas i vilken all information som behövs för produktion och reglering av proteiner lagras, och den avgör våra cellers öde och den information som definierar oss som individer. Det genetiska materialet hos praktiskt taget alla kända organismer, förutom vissa virus, är organiserat i form av DNA (deoxiribonukleinsyra).
Det totala DNA-innehållet i en organism kallas ett genom. Det mänskliga genomet kan delas in i nukleärt genom och mitokondriegenom.
Å ena sidan består kärngenomet av 23 par kromosomer som tillsammans innehåller information om cirka 20,000 3 gener, bestående av mer än 3 miljarder nukleotider. Det är värt att notera att av dessa mer än 0.1 miljarder nukleotider som utgör det mänskliga genomet, finns variationen mellan individer i endast 23% av positionerna. Dessa 22 kromosompar är organiserade i 1 par autosomala kromosomer (eller autosomer) och XNUMX par könskromosomer, XX för biologiska män och XY för biologiska honor.
Det mitokondriella genomet, å andra sidan, består av en enda cirkulär kedja, vars nedärvning uteslutande är modern.
Vi kan förstå genomet som en samling uppslagsverk som innehåller all information en person behöver för att växa och utvecklas. Detta uppslagsverk har 23 volymer, som var och en representerar vart och ett av kromosomparen, där vi kan läsa generna, som vi skulle kunna representera som ord i detta uppslagsverk. Dessa ord är i sin tur uppbyggda av bokstäver som, när det gäller gener, motsvarar de fyra typer av nukleotider som utgör DNA: adenin, tymin, cytosin och guanin. För var och en av positionerna kommer det att finnas två möjliga bokstäver (två möjliga nukleotider), som kommer att vara alleler.
Figur 1. Representation av mänskligt genetiskt material.
Genetiskt arv kan definieras som egenskaper som ärvs från föräldrar till avkomma. De överförbara egenskaperna är de som är fixerade i generna, som utgör genotypen, medan manifestationen av dessa egenskaper är det som utgör fenotypen. Det är viktigt att komma ihåg att fenotypen i många fall inte bara bestäms av genotypen utan också påverkas av miljöfaktorer (1). För att göra en enkel analogi för att underlätta förståelsen kan vi säga att i en målning består genotypen av duken, typen av pigment, färgerna, penseln, strecket etc. och fenotypen är bilden vi ser.
Termen genetisk variabilitet syftar på skillnader i DNA-sekvensen mellan individer eller populationer, som, som nämnts ovan, reduceras till 0.1 % av det mänskliga genomet. De huvudsakliga källorna till variabilitet är mutationer och genetisk rekombination.
Vad är mutationer?
Mutationer är permanenta och ärftliga förändringar i DNA-sekvensen. De novo-mutationer genereras när ett fel uppstår i DNA-replikationen som inte korrigeras av reparationsenzymer. Det är med andra ord främst fel som inte har någon känd eller motiverad orsak och som leder till en genetisk modifiering. Beroende på konsekvenserna för organismen klassificeras mutationer i följande typer:
- Skadligt: skadligt för organismen, vilket minskar reproduktionseffektiviteten, dvs. sannolikheten att lämna avkomma.
- Fördelaktigt: ger en adaptiv fördel som ökar reproduktionseffektiviteten.
- Neutral (2).
De flesta mutationer som förekommer i arvsmassan och som överförs till avkomman är fördelaktiga eller neutrala, eftersom de inte påverkar organismernas livsduglighet negativt.
Vad är genetisk rekombination?
Genetisk rekombination är den process genom vilken homologa kromosomer eller kromosomsegment bryts och förenas, vilket involverar omarrangemang av DNA-sekvenser. Denna process äger rum under meios, vilket är den process av celldelning som sker vid sexuell reproduktion för bildandet av könsceller eller könsceller, både manliga (spermier) och kvinnliga (ägg).
Figur 2. Genetisk rekombination
Av de 23 kromosompar som varje person har, har varje par en kromosom som ärvts från fadern och en från modern. Därför, vid bildandet av könsceller (spermier och ägg) hos en individ, sker rekombination mellan de två kromosomerna i de 23 paren (homologa kromosomer), varefter de 23 rekombinerade individuella kromosomerna kommer att utgöra en del av var och en av könscellerna. Nästa generation kommer att ärva en kromosom från varje förälder och därmed ha en unik kombination av sitt eget genetiska material. Detta illustreras i figuren nedan:
Det finns kromosomala positioner, tekniskt kallade loci, av vilka några presenterar möjliga varianter av nukleotidsekvenser i en gen (alleler). Dessa varianter inkluderar singelnukleotidpolymorfismer (SNP), som är singelnukleotidvariationer som finns i minst 1 % av befolkningen, och allelfrekvenserna för dessa variationer har beskrivits i olika populationer. Allelfrekvens definieras som andelen av en specifik allel av alla möjliga alleler vid en given position i en given population (3).
Det är skillnaden i allelfrekvenser mellan populationer som gör att härkomstberäkningar kan göras.
Vad är härkomst?
Ancestry är ett mycket brett och svårt begrepp att definiera, eftersom det är föremål för olika tolkningar. I vid mening kan det vara genetiskt, geografiskt, historiskt eller kulturellt baserat.
Ur genetikens synvinkel skulle härkomst kunna definieras som studiet av all genetisk information som ärvts från våra förfäder, med vissa mutationer och genetiska variationer, som gör att vi kan definiera vårt ursprung.
Populationer uppvisar genetisk variation som ett resultat av de demografiska händelser som de har varit involverade i genom mänsklighetens historia, såsom migrationer och blandning med andra populationer, sjukdomar med hög dödlighet, geografisk isolering, etc. (4). Således är våra härkomster resultatet av en komplex blandning av populationer över tid, från ursprunget för den mänskliga arten i Afrika, för cirka 300,000 5 år sedan, till idag (6). Med tanke på dessa mönster av genetisk variabilitet är det möjligt att genomföra en analys av de genetiska skillnader och likheter som finns mellan en individ och olika populationer runt om i världen för att sluta sig till härkomst (XNUMX).
Hur utförs härkomstberäkningar?
Det finns tre typer av härkomsttester: autosomala, mitokondriella och Y-kromosomala. Vi kommer att fokusera på autosomala härkomsttester.
Autosomala härkomsttester gör en analys av de autosomala kromosomerna, dvs kromosomparen 1 till 22, exklusive det 23:e paret, som är könskromosomer (XX eller XY). Dessa 22 par av kromosomer ärvs från båda föräldrarna, vilket ger gemensam information om moderns och faderns linjer (7).
Som nämnts ovan baseras härkomstanalyser på att hitta likheter mellan urvalet av en viss individ och en uppsättning olika prover, som utgör referenspanelen eller databasen, och vars härkomst är känd i förväg. För att sluta härkomst jämförs SNP:erna mellan de två, så att ju större sammanfallande är mellan provet som ska analyseras och referensprovet, desto större är sannolikheten att ha en gemensam härkomst. Dessa resultat återspeglar, på ett sätt, vilka populationer den genetiska informationen vi har ärvt idag är relaterad till och därför vad vårt genetiska ursprung är.
Ancestry på 24Genetics
På 24Genetics erbjuder vi dig information om dina genetiska anor på geografisk nivå. Det vill säga, vi associerar ditt genetiska ursprung med de geografiska regioner där dina förfäder levde eller som de har haft nära kontakt med (6). Vår härkomsttest är en av de mest omfattande på marknaden, med en referensdatabas som innehåller DNA från människor som representerar mer än 1,500 175 regioner, eftersom deras förfäder har bott i en region i generationer. Vår information är klassificerad i 700 länder, efter stater, regioner eller till och med provinser, som går tillbaka 900 till 2,000 år och kan till och med upptäcka genetiska signaler från mer än XNUMX XNUMX år sedan.
Bibliografi
1. Fenotipo | NHGRI [Internet]. [citerad 2022 juni 20]. Tillgänglig från: https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Fenotipo
2. Vad är genetisk variation | Human genetisk variation [Internet]. [citerad 2022 20 juni]. Tillgänglig från: https://www.ebi.ac.uk/training/online/courses/human-genetic-variation-introduction/what-is-genetic-variation/
3. Strachan T, Läs AP. Mänsklig molekylär genetik. Mänsklig molekylär genetik. New York: Garland Science; 2018. 784 sid.
4. Mathieson I, Scally A. Vad är anor? Flint J, redaktör. PLOS Genetics [Internet]. 2020 mars 9 [citerad 2020 mars 23];16(3):e1008624. Tillgänglig från: https://dx.plos.org/10.1371/journal.pgen.1008624
5. Jobling M, Hollox E, Hurles M, Kivisild T, Tyler-smith C. Human Evolutionary Genetics. New York (USA): Garland Science; 2013. 650 sid.
6. Royal CD, Novembre J, Fullerton SM, Goldstein DB, Long JC, Bamshad MJ, et al. Att sluta sig till genetiska anor: möjligheter, utmaningar och konsekvenser. American Journal of Human Genetics [Internet]. 2010 maj 5 [citerad 2022 juni 17];86(5):661. Tillgänglig från: /pmc/articles/PMC2869013/
7. Templeton AR. Human Population Genetics and Genomics. Akademisk press; 2019.
