1. menneskelige kromosom

Det 1. menneskelige kromosom  er det største af de menneskelige kromosomer , et af de 46 menneskelige kromosomer , et af de menneskelige autosomer . Kromosomet indeholder mere end 248 millioner basepar [1] , hvilket er cirka 8 % af det samlede DNA- materiale i den menneskelige celle [2] .

Det menes i øjeblikket, at der er 4505 gener på kromosom 1 , [1] , hvilket er højere end tidligere forudsigelser af antallet af gener baseret på størrelsen af ​​kromosomet.

Ifølge den cytogenetiske klassifikation tilhører kromosom 1 gruppe A-kromosomer, hvilket betyder, at dette kromosom tilhører gruppen af ​​de største menneskelige kromosomer og er metacentrisk, det vil sige, at det har arme (p- og q-) af omtrent lige lange. Kromosom 1 har en stor heterochromatin -region, som omfatter to centromere bånd 1p11 og 1q11, samt et pericentromerisk bånd 1q12, som tilsammen udgør omkring 5 % af længden af ​​kromosom 1 [3] .

Kromosom 1 indeholder færre gentagne spredte sekvenser end gennemsnittet for det humane genom (henholdsvis 32,49% mod 45%). Denne forskel skyldes hovedsageligt det lavere indhold af lange interspersed nukleare elementer (LINEs), som i kromosom 1 indeholder 11,34 % af hele kromosomets længde, mens det menneskelige genom i gennemsnit indeholder omkring 20 % af LINE-sekvenser [3] .

Det 1. kromosomsekventeringsarbejde blev koordineret af Sanger Institute og var det sidste, der blev opnået og offentliggjort af Human Genome Project [4] [5] to årtier efter dets start.

Sekvensafkodning

På trods af det langsigtede arbejde med at dechifrere nukleotidsekvensen af ​​det 1. kromosom inden for rammerne af Human Genome Project, forbliver slutsekvenserne udekrypteret. Den dechiffrerede del, som er 248.956.422 basepar lang, kan findes på GenBanks hjemmeside [6] .

Gener

Kromosom 1 har en gennemsnitlig gentæthed på omkring 14,2 gener pr. 1 million basepar, hvilket er næsten dobbelt så højt som gennemsnittet for det menneskelige genom (7,8 gener pr. 1 million basepar). Således er kromosom 1 et af de mest genrige menneskelige kromosomer [2] .

Kromosom 1 indeholder flere genklynger, der koder for funktionelt og/eller strukturelt relaterede transkripter . Den mest betydningsfulde er den epidermale differentieringsgenklynge , som optager 2,5 millioner basepar i 1q21-båndet. Denne klynge indeholder 14 gener specifikt udtrykt under calciumafhængig differentiering af keratinocytter og 13 yderligere gener, der tilhører S100-familien af ​​calciumbindende proteiner [3] .

Der er to klynger af kanoniske histongener på kromosom 1 : i 1q21-båndet er der en HIST2-klynge indeholdende 6 histongener, og i 1q42-båndet er der en HIST3-klynge bestående af tre gener [7] .

På q-armen, i bånd 1q22-q23, er der en klynge af gener, der koder for CD1-antigener (CD1A-CD1E), og på denne arm, i bånd 1q23-q25, er der en klynge af gener, der koder for flavinholdige monooxygenaser ( FM01-FM05).

På p-armen er de mest signifikante klynger klyngen af ​​gener, der koder for amylaser (AMY1A - AMY1C, AMY2A, AMY2AB), som er placeret i 1p21-båndet, klyngen af ​​connexingener (GJA4, GJA10, GJB3 - GJB5) i 1p34-p35.1-båndet og også klyngen af ​​glutathion -S-transferase-gener (GSTM1 - GSTM5) i 1p13.3-båndet [3] .

Nedenfor er nogle af generne placeret på det 1. kromosom .

Skulder p

• ACADM (1p31.1) Mellemkædet acyl-CoA fedtsyredehydrogenase (MCAD)
• ANGPTL3 (1p31.3) er et protein af den angiopoietin -lignende proteinfamilie ;
• ANGPTL7 (1p36.22) er et protein af den angiopoietin -lignende proteinfamilie ;
• CASP9  (1p36.21) - caspase 9, mediator af apoptose ;
• CD2 (1p13.1) - membranprotein , intercellulært adhæsionsmolekyle;
• CD53 (1p13.3) - CD53-antigen eller tetraspanin 25;
• COL11A1 (1p21.1) - a1- kæde af type XI collagen ;
• CPT2 (1p32.3), carnitin palmitoyltransferase 2;
• CLCN6 (1p36.22) - chloridkanal 6;
• DAB1 (1p32.2) er en homolog af Drosophila - deaktiveret gen 1 ;
• DBT (1p21.2) - dihydrolipoamid forgrenet transacylase E2 ;
• DIRAS3 (1p31.3), RAS-lignende GTP-bindende protein 3 fra DIRAS-familien;
• ENO1 (1p36.23) - a-enolase eller enolase 1;
• ESPN (1p36.31) - espin;
• GALE (1p36.11) — UDP-galactose-4-epimerase;
• GJB3 (1p34.3) - β3- gap junction subunit 31 kDa, eller connexin 31;
• HMGCL (1p36.11) - 3-hydroxymethyl-3-methylglutaryl-CoA-lyase;
• HSD3B1 (1p12) - 3β-hydroxy- Δ5 -steroiddehydrogenase og steroid-Δ-isomerase 1;
• HSD3B2 (1p12) - 3β-hydroxy- Δ5 -steroiddehydrogenase og steroid-Δ-isomerase 2;
• KCNQ4 (1p34.2) - α-underenhed af den spændingsstyrede kaliumkanal spændingsstyret kaliumkanal , medlem 4 af den KQT-lignende underfamilie; 
• KIF1B (1p36.22) er medlem af 1B kinesin -familien ;
• LIN28A  (1p36.11) homolog A af C. elegans lin-28 genet ;
• LRP8  (1p32.3) - lavdensitet lipoprotein 8 receptor, apolipoprotein E receptor ;
• MFN2  (1p36.22) - mitofusin 2;
• MTHFR (1p36.22) - 5,10-methylentetrahydrofolatreduktase;
• MUTYH  (1p34.1) er en homolog af E. coli mutY -genet ;
• NCDN  (1p34.3) - neurochondrin;
• NGF (1p13.2) - β-underenhed af nervevækstfaktor ;
• PARK7 (1p36.23) - forbundet med Parkinsons sygdom af en autosomal recessiv type med tidlig manifestation af gen 7;
• PCSK9 (1p32.3), hydrolase af proprotein-convertase-familien;
• PDE4B  (1p31.3) - phosphodiesterase 4B;
• PINK1  (1p36.12) - PTEN -inducerbar kinase 1;
• PLOD1  (1p36.22) — procollagen-lysin 1 eller 2-oxoglutarat-5-dioxygenase 1;
• PTPRF  (1p34.2), receptorlignende proteintyrosinphosphatase F;
• ROR1  (1p31.3), transmembranreceptorprotein tyrosinkinase ROR1;
• RPE65  (1p31.3) - enzym af retinale celler ;
• SDC3  (1p35.2) - membranprotein , proteoglycan fra syndecanfamilien;
• SESN2  (1p35.3) er et protein af sestrinfamilien;
• STMN1  (1p36.11) - statmin 1;
• TNFRSF4  (1p36.33), tumornekrosefaktorreceptor-superfamiliereceptor (OX40; CD134);
• TNFRSF14  (1p36.32), receptor for tumornekrosefaktorreceptor-superfamilien;
• TNFRSF18  (1p36.33), receptor for tumornekrosefaktorreceptor-superfamilien;
• TSHB  (1p13.2) - β-underenhed af thyreoidea-stimulerende hormon ;
• UBIAD1 (1p36.22), prenyltransferasedomæne-holdigt protein;
• UROD  (1p34.1) - uroporphyrinogen decarboxylase.

Skulder q

• AGT  (1q42.2) - angiotensinogen;
• AIM2  (1q23.1-q23.2) - cytokin ;
• APOA2 (1q23.3) - apolipoprotein A-II;
• ARNT (1q21.3) - Aromatisk kulbrintereceptor ( AHR ) nuklear translokator
• AQP10  (1q21.3) - vandkanal i aquaporingruppen
• ASPM  (1q31.3 [8] ) er en mikrocefali - associeret homolog af Drosophila asp -genet ;
• CD34  (1q32.2) - stamcelleadhæsionsmolekyle ;
• CD46  (1q32.2) - inhiberende komplementreceptor;
• CRB1 (1q31.3) - Drosophila - krummer -genhomolog 1 ;
• CRP  (1q23.2), C-reaktivt protein;
• DDR2  (1q23.3) - membranprotein, receptortyrosinkinase ;
• DISC1  (1q42.2) - "forstyrret i skizofreni" gen 1;
• F5  (1q24.2) - koagulationsfaktor V eller proaccelerin eller labil faktor;
• FM03  (1q24.3), flavinholdig monooxygenase 3;
• GBA [9]  (1q22) — sur β-glucosidase; forbundet med Parkinsons sygdom [10] ;
• HFE2A  (1q21.1) - forbundet med juvenil hæmokromatose type II gen 2 eller hæmojuvelin;
• HPC1 (1q25.3), gen 1 forbundet med arvelig prostatacancer ;
• HSD11B1  (1q32.2) - 11-β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1;
• IRF6  (1q32.2) - interferon-regulerende faktor 6;
• ITGA10  (1q21.1) er et glykoprotein fra integrin -superfamilien (alfa-10);
• LAMB3  (1q32.2) - β3 - kæde af lamininer ;
• LMNA  (1q22) - lamin A og lamin C;
• LYST  (1q42.3) - regulator af lysosomal transport ;
• MPZ  (1q23.3), myelin basisk protein;
• MTR  (1q43) - 5-methyltetrahydrofolat-homocystein-methyltransferase (methioninsyntetase);
• MUC1  (1q22) - mucin , et beskyttende protein på overfladen af ​​epitelceller;
• MYOC  (1q24.3) - myocylin eller et protein, der inducerer et glukokortikoid-respons af det trabekulære netværk ;
• NCF2  (1q25.3), cytosolisk neutrofil faktor 2;
• NGFR  (17q21.33) - nervevækstfaktorreceptor ;
• NID1  (1q42.3) - nidogen 1;
• NLRP3  (1q44) - kryopyrin;
• NOS1AP  (1q23.3), adapterprotein af neuronal NO-syntase;
• NTRK1  (1q23.1), neurotrofisk receptortyrosinkinase 1 ;
• PLXNA2  (1q32.2) - plexin A2;
• PPOX  (1q23.3), protoporphyrinogenoxidase;
• PROX1  (1q32.3) - homeobox-transkriptionsfaktor Prospero 1, en markør for endotelceller i lymfekar ;
• PTPRC  (1q31.3-q32.1), tyrosinproteinphosphatase C-receptortype (CD45);
• PSEN2  (1q42.13) - presenilin 2;
• RGS4  (1q23.3) - regulator af G-proteinaktivitet ;
• SELE  (1q24.2) - E-selektin;
• SÆLG  (1q24.2) - L-selektin;
• SELP  (1q24.2) - P-selectin;
• SDHB  (1p36.13) - underenhed B af succinatdehydrogenase ;
• SHC1  (1q21.3), adaptorprotein af vækstfaktorsignaleringskaskade;
• SLAMF1 (1q23.3) er en lymfocytreceptor (CD150).
• TNFSF4  (1q25.1), cytokin af tumornekrosefaktorfamilien (OX40L);
• TNNT2  (1q32.1) - hjertetroponin T, type 2;
• USH2A  (1q41) er et gen forbundet med Usher syndrom 2A.

Sygdomme og lidelser

Der er omkring 350 kendte genetiske sygdomme forbundet med kromosom 1 [2] ; omlejringer og mutationer i dette kromosom fører til kræft og mange andre sygdomme. Følgende er nogle af de sygdomme, der er forbundet med generne i det 1. kromosom:

• ikke-syndromisk døvhed ( eng.  nonsyndromic døvhed ) autosomal recessiv type 36 og autosomal dominant type 2 - ESPN og KCNQ4 ;
• Alzheimers sygdom  - PSEN2 ;
• Gauchers sygdom type I, II og III - GBA ;
• ahornsirup urin sygdom type 2 - CPT2 ;
• Parkinsons sygdom  - GBA , PARK7 og PINK1 ;
• hyperhomocysteinæmi  - MTHFR ;
• Charcot-Marie-Toot sygdomstyper 1B, 2A og 2B1 - MPZ , KIF1B og LMNA ;
• broget porphyria ( engelsk  variegate porphyria ) - PPOX ;
• medfødt hypothyroidisme  - TSHB ;
• galaktosæmi type 3 - GALE ;
• hæmokromatose type 2A - HFE2 ;
• hepatoerythropoietic porphyria ( engelsk  hepatoerythropoietic porphyria ) - UROD ;
• hypertrofisk kardiomyopati type 2 - TNNT2 ;
• glaukom  - GLC1A ;
• homocystinuria ( engelsk  homocystinuria );
• mangel på 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA-lyase ( eng.  3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA-lyase-mangel ) - HMGCL ;
• mangel på carnitin palmitoyltransferase II ( eng.  carnitin palmitoyltransferase II mangel ) - CPT2 ;
• mellemkædet acyl - coenzym A -dehydrogenase-mangel- ACADM  ;
• hornhindedystrofi Schneider  - UBIAD1 ;
• gelatinøs guttat cornea dystrofi  - TACSTD2 ;
• type XI kollagenopati ( kollagenopati ,  type XI ) - COL11A1 ;
• primær autosomal recessiv mikrocefali  - ASPM ;
• sen kutan porfyri ( eng.  porphyria cutanea tarda ) - UROD ;
• brystkræft ;
• prostatacancer  - HPC1 ;
• familiær adenomatøs polypose ( eng.  familiær adenomatøs polypose ) - MUTYH ;
• Usher syndrom type II (2A) - USH2A ;
• van der Woude syndrom ( eng.  van der Woude syndrom ) - IRF6 ;
• Muckle -Wells syndrom ( eng.  Muckle-Wells syndrom ) - CIAS1 ;
• Marshall syndrom - COL11A1 ;_ _ 
• popliteal pterygium syndrome ( engelsk  popliteal pterygium syndrome ) - IRF6 ;
• Stickler syndrom type COL11A1 - COL11A1 ;
• Hutchinson-Gilford syndrom  - LMNA ;
• Ehlers-Danlos syndrom af kyphoscoliotisk type - PLOD1 ;
• trimethylaminuria  - FM03 ;
• trombofili forbundet med en mutation af faktor V Leiden ( engelsk  Factor V Leiden trombofili ) - F5 ;
• Medfødt amegakaryocytisk trombocytopeni ( Eng.  Congenital_amegakaryocytic_thrombocytopeni ) - C-mpl-gen ( Eng.  Thrombopoietin-receptor ). ICD-kode D69.6. Patienter har mutationer i MPL-genet i den homozygote eller sammensatte heterozygote tilstand. MPL-genet er placeret på det første kromosom ved 1p34-locuset og indeholder 12 exoner.
• fæokromocytom  - SDHB .

Noter

1. ↑ 1 2 Menneskelig kromosom 1 kortvisning . Vertebrate Genome Annotation (VEGA) database . Wellcome Trust Sanger Institute . — Kromosomkort og dets hovedparametre: størrelse, antal gener osv. Arkiveret 5. april 2012. (Få adgang: 13. november 2009)    
2. ↑ 1 2 3 S. G. Gregory, K.F. Barlow, K.E. McLay, et al. DNA-sekvensen og den biologiske annotering af humant kromosom 1   // Nature . - maj 2006 . — Nej. 441 . - s. 315-321 . Arkiveret fra originalen den 26. marts 2015. doi : 10.1038/nature04727 . PMID 16710414 .  (Få adgang: 13. november 2009)
3. ↑ 1 2 3 4 Naturens leksikon over det menneskelige genom / David N. Cooper. - London, New York og Tokyo: Nature Publishing group, 2003. - Vol. 1. - S. 551-559. — ISBN 0-333-80386-8 .
4. ↑ Landmark HGP Papers . Human Genome Project Information . Human Genome Project . Arkiveret fra originalen den 5. april 2012. (Få adgang: 3. august 2009)    
5. ↑ Endeligt genom 'kapitel' offentliggjort . BBC News . BBC . Arkiveret fra originalen den 5. april 2012. (Få adgang: 4. august 2009)    
6. ↑ Homo sapiens kromosom 1 , GRCh38.p13 Primary Assembly  . — Nukleotidsekvens af 1. kromosom. Hentet 16. februar 2020. Arkiveret fra originalen 15. april 2020.
7. ↑ Marzluff WF, Gongidi P., Woods KR, Jin J., Maltais LJ De humane og muse replikationsafhængige histongener  // Genomics  :  journal. - Academic Press , 2002. - November ( bind 80 , nr. 5 ). - S. 487-498 . — PMID 12408966 . Arkiveret fra originalen den 5. marts 2016.
8. ↑ Ada Hamosh. 605481 - ABNORMAL SPINDELLIGNENDE, MIKROKEFALI-ASSOCIERET; ASPM  (engelsk) . OMIM (7. september 2018). Hentet 17. december 2018. Arkiveret fra originalen 17. februar 2019.
9. ↑ GBA-gen (glucocerebrosidasegen) . medbiol.ru . Hentet 17. december 2020. Arkiveret fra originalen 20. februar 2020. (Russisk)
10. ↑ Stephen Mullin, Laura Smith, Katherine Lee, Gayle D'Souza, Philip Woodgate. Ambroxol til behandling af patienter med Parkinsons sygdom med og uden glucocerebrosidase-genmutationer: Et ikke-randomiseret, ikke-kontrolleret forsøg  // JAMA-neurologi. - 04 01, 2020. - T. 77 , no. 4 . — S. 427–434 . — ISSN 2168-6157 . - doi : 10.1001/jamaneurol.2019.4611 . Arkiveret fra originalen den 5. april 2021.