Alan: Moleküler genetik | IBO becerisi: Dizileme bulgularını mekanizmayla eşleştirmek
DNA transpozonu ve retrotranspozon farklı davranır
Bir DNA transpozonu bazı sistemlerde transpozaz aracılığıyla DNA biçiminde yer değiştirir; hareket kes-yapıştır veya kopya oluşturan yollarla gerçekleşebilir. Retrotranspozonlar genellikle RNA ara ürünü, ters transkriptaz ve entegrasyon mekanizmaları kullanır. LTR içeren ve içermeyen retroelemanların yapı ve yer değiştirme yolları farklıdır. İnsan genomundaki LINE-1 elemanlarının bir bölümü hâlâ hareket yeteneği taşıyabilir; buna rağmen genomda bulunan her eski LINE-1 kopyası etkin değildir. Yer değiştirme, gen bölgesini bozabilir, yeni düzenleyici unsur sağlayabilir veya homolog olmayan bölgeler arasında yeniden düzenleme riskini artırabilir.
Kopya sayısı değişimi (CNV), belirli DNA bölgelerinin referans genomla karşılaştırıldığında daha az ya da daha çok kopya bulundurmasıdır. CNV'ler transpozisyondan bağımsız olarak eşitsiz crossing-over, replikasyon hatası veya çift iplik kırığı onarımıyla da oluşabilir. Farklı örneklerde 2× ve 3× okuma derinliği görülmesi her zaman iki ve üç gen kopyasına karşılık gelmez: GC yanlılığı, dizi tekrarları, ploidilik ve kütüphane hazırlığı etkileyebilir. Genomun haplotip ve yapısal varyasyonları uzun okuma dizilemeyle daha iyi çözümlenebilir.
Deney ve kontrol
Bir transpozonun etkinliğini göstermek için yalnız DNA'da kopyasını bulmak yeterli değildir. Yeni entegrasyon konumlarını hedefleyen dizi verisi, özgün birleşme bölgeleri, uygun negatif kontrol ve gerekli transpozazın işlevi değerlendirilmelidir. Transpozona yakın bir genin ifadesindeki değişim, kromatin etkisi veya RNA yıkımıyla ilişkili olabilir; nedenselliği ayırmak için izogenik karşılaştırmalar yapılır.
Sentetik IBO problemi ve çözüm
Diploid normal örneğin bir lokusunda ortalama 100 normalize okuma; ikinci örnekte aynı lokusta 150 okuma elde ediliyor. Diğer otozomal bölgeler iki örnekte de 100. Teknik yanlılığın ve hücreler arası kopya sayısı farkının bulunmadığı varsayılırsa en uygun yorum nedir?
A) Sıfır kopya B) Tek kopya C) Yaklaşık üç toplam kopya D) Dört toplam kopya E) Kesin transpozon yer değiştirmesi.
Doğru yanıt: C. Normal iki kopyaya göre 1,5 kat okuma derinliği, yaklaşık üç toplam kopya ile uyumludur. Ancak kopya artışının mekanizması yalnız derinlikten belirlenemez. Allel oranları ve kırılma noktası verileri gerekir.
Derinleştirme: genomik yapısal varyantların okunması
Kısa okuma dizilemesi tekrarlı bölgelerde hizalama belirsizliği oluşturduğundan CNV analizi yalnız okuma derinliğine dayanırsa yanlış pozitif üretebilir. Split-read kanıtları, eşleşmiş okuma yönelimi ve uzun okuma dizilemesi farklı kırılma noktalarını destekleyebilir. Alu gibi kısa tekrarlı diziler homolog olmayan bölgelerde yeniden düzenleme riskini değiştirebilir, fakat her Alu'nun bugün hareketli olduğu söylenemez. Germ hattında meydana gelen değişim ile yalnız belirli dokudaki somatik kopya sayısı farkı da birbirinden ayrılmalıdır.
İkinci analiz: Aynı bölgede okuma derinliği 1,5 kat, B-allel frekansı ise yaklaşık 1/3 ve 2/3 kümeleri oluşturuyorsa, diploid referansa göre üç toplam kopyalı bölge güçlü bir hipotezdir. Bütün genomdaki normalizasyon, örnek saflığı ve mozaisizm kontrol edilmelidir. Hangi kromozomda fazladan kopya bulunduğu ve bunun tandem mi dağınık mı olduğu yalnız bu iki veri türünden zorunlu olarak çıkmaz.
Kaynak yönlendirmesi: NCBI Bookshelf moleküler genetik ve genomik bölümleri; Alberts, genomların organizasyonu.