Humán genom

A humán genom szerveződését jellemzi, hogy 23 kromoszómapárból és a mitochondriális genomból áll és 3 milliárd nukleotid hosszúságú. Ez informatikai hasonlattal élve kb. 750 megabyte-nyi információt tartalmaz. A teljes DNS-nek kevesebb, mint 3-5%-a az aktív, működő gén. A gének számát jelenleg 20-25 ezerre becsülik. A genom szerveződését tekintve a nukleáris genom kb 30%-a gének és génekkel kapcsolatos szekvenciák, míg 70%-a génen kívüli DNS.

A gének és génekkel kapcsolatos szekvenciák egyediek és mérsékelten ismétlődőek, amelynek 10%-a kódoló DNS. A fennmaradó 90%-ot a pszeudogének, génfragmensek valamint az intronok és le nem fordítódó szekvenciák teszik ki. A génen kivüli szakaszok kis kópiaszámú egyedi szekvenciákból, transzpozonokból, valamint mérsékelten vagy erősen ismétlődő szekvenciákból áll. Az utóbbiakat a tandem repeatek és a közbeiktatott szekvenciák alkotják.

Korábban a nem kódoló DNS szakaszokra, mint hulladék (’junk’) DNS-re tekintettek, amely szemlélet az elmúlt évek kutatásai következtében megváltozott és feltételezhetően mint szabályozó funkciókkal rendelkező szakaszokra gondolunk. Ma már számos betegség patomechanizmusában ismertek a mikro RNS-ek (miRNS), silencing RNS (siRNS) és a nem-kódoló RNS-ek (ncRNS) számos típusa (olyan leíródó DNS szakaszok, amelyek nem kódolnak fehérjéket).

A gének kifejeződésének, a génexpressziónak a szabályozását a gének közelében elhelyezkedő rövid szekvenciák végzik. Az alacsonyabb rendűekkel összehasonlitva (C. elegans, Drosophila melanogaster) a humán gének száma jelentősen kisebb, míg a humán proteom lényegesen nagyobb. Ennek magyarázatát a humánban jellegzetes intenziv alternativ splicing mechanizmus adja.

Az alternativ splicing a génexpresszió egyik szabályozott formája, amelynek során a sejt egy génből több fehérjeterméket is létrehozhat. A folyamat során a génből kivágódhatnak bizonyos exonok, amelyek így nem vesznek részt a végső, transzláció előtt álló messenger RNS képzésében. Ezért az így létrejövő proteinek, annak ellenére, hogy egy génről íródtak át aminosav szekvenciájukban és funkciójukban is különböznek.