تفاوت کلیدی - ژنوم در مقابل Exome
پروژه ژنوم انسانی که در سال 1911 آغاز شد، انقلابی در تاریخ ژنتیک مدرن بود که منجر به پیدایش بسیاری از تکنیک های تحلیلی از نظر تشخیص ژنتیکی و ژن درمانی شد. پروژه ژنوم انسانی یک برنامه تحقیقاتی مشترک مبتنی بر ایالات متحده بود که هدف آن نقشه برداری و درک کامل همه ژن های انسان بود. بر اساس این پروژه تحقیقاتی، اصطلاحات ژنوم، اینترون و اگزون توسعه یافتند. ژنوم مجموعه کاملی از ژن‌های موجود در یک ارگانیسم است که تمام ژن‌های موجود در آن ارگانیسم خاص را به حساب می‌آورد، در حالی که Exome مجموعه کاملی از اگزون‌های موجود در یک موجود زنده است که تمام مناطق کدکننده ژن‌های موجود در یک گونه خاص را به حساب می‌آورد.این تفاوت اصلی بین ژنوم و اگزوم است.
ژنوم چیست؟
ژنوم به مجموعه کاملی از دستورالعمل های ژنتیکی اطلاق می شود که به صورت ژن یا توالی های خاصی از اسیدهای دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) در یک ارگانیسم یا گونه خاص ذخیره می شود. هر ژنوم حاوی تمام اطلاعات مورد نیاز برای رشد، نمو و سایر فعالیت های عملکردی یک ارگانیسم خاص است. ژنوم از DNA تشکیل شده است که در هسته یوکاریوت ها و در سیتوپلاسم پروکاریوت ها قرار دارد.
کدهای ژنتیکی در ژنوم انسان از 3.2 میلیارد باز DNA تشکیل شده است که از چهار نوع نوکلئوتید تشکیل شده است: آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین. ترتیب متوالی مختلف این چهار پایه منحصر به فرد بودن یک ژن خاص را مشخص می کند. ژنوم یوکاریوتی شامل DNA هسته ای و DNA میتوکندری است. بنابراین، این ترکیب منحصر به فرد از ارگانیسمی به ارگانیسم دیگر متفاوت است، و ژنوم یک فرد در طبیعت منحصر به فرد است و می تواند به عنوان اثر انگشت برای اهداف تشخیصی عمل کند.
شکل 01: پروژه ژنوم انسان
اولین ژنومی که توالی یابی و شناسایی شد، ژنوم اشریشیا کلی بود. بعدها، مخمرها، تک یاخته ها و ژنوم گیاهان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. توالی یابی ژنوم انسان چند دهه طول کشید تا تکمیل شود. ژنوم انسان شامل تقریباً 3200000000 نوکلئوتید، حدود 30000 تا 40000 ژن است که ژن‌های کدکننده و غیر کدکننده هستند و به طور فشرده در 23 جفت کروموزوم قرار می‌گیرد که حامل DNA بسته‌بندی شده است که به عنوان تعیین‌کننده‌های ژنتیکی عمل می‌کند. این بسته بندی ژنی نتیجه ساختارهای مارپیچ DNA به شدت پیچ خورده و تشکیل کمپلکس مرتبط با پروتئین است که طول اشغال شده توسط DNA در فاز غیر متراکم آن را کاهش می دهد.
Exome چیست؟
Exome زیرمجموعه ای از ژنوم است که فقط از مناطق کد کننده ژن های یک ارگانیسم خاص تشکیل شده است.مناطق کد کننده ژن ها اگزون نامیده می شوند و آنها نوعی ژن هستند که به mRNA رونویسی می شوند و سپس به دنباله های اسید آمینه ترجمه می شوند و باعث ایجاد پروتئین های عملکردی و ساختاری می شوند. در طول تغییرات پس از رونویسی در یوکاریوت ها، اینترون ها که مناطق غیر کد کننده هستند حذف می شوند و اگزون ها به هم متصل می شوند. این کار توسط فرآیندی به نام پیرایش RNA انجام می شود. در پروکاریوت ها اینترون وجود ندارد یا کمتر است. از این رو، اتصال RNA مورد نیاز نیست. بنابراین، به منظور تولید اگزوم یک ارگانیسم خاص، RNA بالغ باید استخراج شود و سپس DNA مکمل باید با استفاده از آنزیم ترانس کریپتاز معکوس سنتز شود.
شکل 02: Exome
اگزون‌های همه ژن‌های ما تقریباً ۱.۵ درصد از ژنوم را تشکیل می‌دهند و فقط حدود ۳ مگاباز دارند، زیرا اگزوم درصد کمی از کل ژنوم را تشکیل می‌دهد.تعیین توالی اگزوم ارزانتر و سریعتر از کل ژنوم است. تجزیه و تحلیل اگزوم اطلاعات مهمی در مورد ویژگی های عملکردی ارگانیسم ارائه می دهد و جهش های مشاهده شده در اگزوم مستقیماً با یک تظاهرات بالینی مرتبط هستند.
شباهت‌های بین ژنوم و اگزوم چیست؟
- ژنوم و اگزوم از مجموعه‌ای از ژن‌های موجود در یک ارگانیسم تشکیل شده‌اند.
- هر دو دارای چهار باز نوکلئوتیدی اصلی هستند. آدنین، گوانین، سیتوزین و تیمین.
- ژنوم و اگزوم به کروموزوم متراکم می شوند و به شکلی بسیار فشرده مرتب می شوند.
- توالی یابی ژنوم و اگزوم را می توان تحت شرایط آزمایشگاهی انجام داد.
- ژنوم و اگزوم در تجزیه و تحلیل جهش های ژنتیکی مفید هستند که می تواند دلیل بیماری های ژنتیکی و سایر بیماری های غیرواگیر و عدم تعادل متابولیک باشد.
تفاوت بین ژنوم و اگزوم چیست؟
Genome vs Exome |
|
| مجموعه کامل دستورالعمل های ژنتیکی که به عنوان ژن یا توالی DNA در یک ارگانیسم یا گونه خاص ذخیره می شود به عنوان ژنوم شناخته می شود. | زیرمجموعه ای از ژنوم که فقط از ژن های کد کننده یک ارگانیسم خاص تشکیل شده است به عنوان exome شناخته می شود. |
| سایز | |
| ژنوم بزرگ است، حدود 3200000000 نوکلئوتید. | اگزوم کوچک است، حدود 3000000 نوکلئوتید (1٪ از ژنوم). |
| ترکیب | |
| ژنوم از محتوای کل DNA شامل مناطق کدکننده و غیر کدکننده تشکیل شده است. | Exome فقط شامل مناطق کدکننده کل DNA شناخته شده به عنوان اگزون است. |
| توالی | |
| روش های ساده ای مانند توالی یابی سانگر را می توان در توالی یابی ژنوم استفاده کرد. | روشهای پیچیده که شامل رونویسی معکوس mRNA بالغ برای توالی یابی اگزوم مورد نیاز است. |
خلاصه - ژنوم در مقابل Exome
ژنوم مجموعه کاملی از DNA موجود در یک موجود زنده است. اگزوم بخشی از ژنوم است که فقط اگزون های کل مجموعه ژن ها را شامل می شود. این تفاوت اساسی بین ژنوم و اگزوم است. هم آنالیز ژنوم و هم آنالیز اگزوم یک رشته علمی در آینده است و در فناوری‌های DNA نوترکیب برای تجزیه و تحلیل ژن‌های موجود در ارگانیسم و توسعه روش‌هایی برای دستکاری ژن‌ها به منظور استفاده مفید بسیار استفاده می‌شود.
دانلود نسخه PDF Genome vs Exome
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین ژنوم و اگزوم
