Humana genomet

Question 1

Vad är en organisms genom?

Answer 1

Summan av all genetisk information som en organism bär på

Question 2

Vad är målet med genomik?

Answer 2

Att förstå alla biologiska funktioner som kodas i genomet

Question 3

Vad kallas de mindre bitarna som vårt genom är uppdelat i..?

Answer 3

Kromosomer

Question 4

Vad kallas de kromosomer som ej är könskromosomer?

Answer 4

Autosomer

Question 5

Hur många olika proteinkodande gener kodar det mitokondriella genomet för?

Answer 5

13 stycken

Question 6

Vad är lättast att kartlägga, en människas genom eller en mus?

Answer 6

Det är typ samma, nästan alla däggdjur har ett genom på ca 3 Gb…

Question 7

Vad kallas den idag dominerande principen för att kartlägga genom?

Answer 7

Shotgun sequencing

Question 8

Beskriv den översiktliga grundprincipen för shotgun sequencing?

Answer 8

Följande utförs bioinformatiskt:

1. Genom fragmenteras slumpmässigt
2. Bitarna sätts slumpmässigt ihop
3. Bitarnas ihopsättning varieras, när bitarna passar ihop fogas de samman till längre sekvenser
4. Upprepa

Question 9

Vad innebär hierarkisk shotgun sequencing? Hur går det till?

Answer 9

Att man systematiskt utför en shotgun

1. Genomet delas upp i mindre delar
2. Delar sparas in i bakteriella kloner genom att föra in dem via vektorer in i bakterier
3. Man gör därefter shotgun på varje liten bit av genomet

Question 10

Vad är principen med Sangersekvensering?

Answer 10

Man använder ett polymeras och nukleotider där en liten del av alla nukleotiderna har manipulerats så att replikationen inte kan fortskrida efter inkoppling av dessa. Man har plockat bort en hydroxylgrupp på 3’ kolet på ribosringen

De manipulerade nukleotiderna är ofta flouroscenscinmärkta som vi kan detektera med kapillärelektroforers

Question 11

Vilka två viktiga modifieringar har gjorts på nukleotider som används i NGS?

Answer 11

1. De har modifierats och fått en blockerande grupp påkopplad - de kan inte bilda kedjor av nukleotider efter påkoppling utan bara en bas innan elongeringen stannar
2. Nukleotiderna är flouroscenceinmärkta - varje bas flouroscerar en speciell färg

Question 12

Beskriv de olika stegen i principen för NGS?

Answer 12

1. Fragmentera DNA
2. Sätt på adapter sequence (oligonukleotid med känd sekvens) genom att ligera samman den med DNA fragment
3. Adapterkonjugerade DNA fragment tillåts binda in till en yta med oligonukleotider med bestämd sekvens som är komplementära till adapters ⇒ bra infästning
4. Fragment binder glest in till ytor med komplementära oligos
5. Inbundna fragment amplifieras med “bridge amplification” (som PCR på plats) ⇒ vi får clonal clusters. Allt DNA i dessa clusters är likadant
6. Tillsättning av nukleotider, primers och polymeras. Replikering av DNA kluster börjar (pga nukleotiders modifiering förlängs sekvenser med bara en bas)
7. Genom att fota efter inkorporering av ny bas kan man se vad som tillsattes ⇒ ny nukleotid i sekvensen blir känd
8. Blockerande reversibla terminatorer tas bort och cykeln börjar om. Ny insatt nukleotid + foto ger oss till slut alla sekvenserna

Question 13

Vad är dilemmat med att NGS utvecklat så sjukt fort på sistone?

Answer 13

Våra datorer hänger inte med!

Möjligheter till NGS ökar snabbare än datorers lagringskapacitet

Question 14

Vad är en allel?

Answer 14

En genvariant, en alternativ variant av en gen eller nukleotidsekvens

Question 15

Vilken metod används för att besvara frågan “vilka gener regleras av en viss transkriptionsfaktor?”

Answer 15

ChIP-seq

Question 16

Vad är Hi-C?

Answer 16

Bestämning av ett genoms 3D-struktur

Question 17

Vad är en gen?

Answer 17

En avgränsad genomisk region som kan ge upphov till en eller flera relaterade funktionella molekyler

Question 18

Hur många proteinkodande gener har vi i vårt mänskliga genom?

Answer 18

ca 20.000

Question 19

Rangordna följande icke-kodande RNA utifrån storlek (1-5), där 1 = minst och 5 = störst

• rRNA
• long ncRNA
• tRNA/snoRNA
• microRNA
• piRNA

Answer 19

1. microRNA
2. piRNA
3. tRNA/snoRNA
4. rRNA
5. Long ncRNA

Question 20

Vad är ett exon?

Answer 20

En genetisk sekvens som kodar för något (mRNA)

Question 21

Varför tror man att exon/intron-strukturen hos gener uppkommit, varför har vi den?

Answer 21

• De ger möjliggör att generna kan ge upphov till många olika mRNA och då även olika proteiner
• Ger generna större sannolik möjlighet till att skapa nya gener. Lättare att klippa/klistra och flytta delar mellan gener tack vara denna struktur

Question 22

Vad gör insulator-sekvenser?

Answer 22

De avskärmar genetiska sekvenser från varandra

Question 23

Vilken spontan DNA-skada sker ofta på cytosin?

Answer 23

Deaminering

Question 24

Vilken effekt fås från följande deamineringar:

• Deaminering av cytosin
• Deaminering av metylerat cytosin.

Answer 24

1. Uracil, U (repareras lättare)
2. Tymin, T (oftare mer permanent mutation)

Question 25

Varför har vi mycket CpG-öar i promoter-regioner?

Answer 25

Vi ser mindre metylering här eftersom metylering verkar hämmande på genuttryck Cellerna vill motverka metylering i dessa regioner Historiskt har massa metylering skett på andra ställen i sekvensen så därför är just C och G vanligt förekommande i promoter-regioner. De har hållits intakta.

Question 26

I vilka klasser delas repetitiva element i genomet in i?

Answer 26

1. Tandem repeats 2. Spridda (interspersed) repeats

Question 27

Vad är tandem (satellit/enkla) repeats för något?

Answer 27

Repetitioner på plats i en sekvens E.g. 4 specifika baser som återkommer på varandra igen och igen 100 gånger på samma plats

Question 28

Vad är spridda repeats?

Answer 28

Repetitioner i sekvens som förekommer flera gånger i vårt genom men som är utspridda. När vi har samma sekvens som återkommer men som sitter utspritt på alla våra kromosomer Ofta relaterat till transposoner

Question 29

Vad finns det för olika klasser av transposoner?

Answer 29

* DNA transposoner * Retrotransposoner

Question 30

Vad finns det för olika klasser av retrotransposoner?

Answer 30

* **LTR-type transposones** * **LINE-transposoner**, kodar för egna protein (RT/endonukleas tex) och ca 6 kb stora * **SINE** - kodar ej för egna protein och är mindre än LINE-transposoner. Kan innehålla speciella SINE-element, alu-element

Question 31

Vad har piRNA för uppgift?

Answer 31

piRNA har som roll att dämpa uttryck av transposoner och trycka ner transposonaktivitet

Question 32

På vilka olika sätt kan transposoner påverka hur vårt genom utvecklas?

Answer 32

* **Insertionell mutagenes -** Transposonen sätter sig på ett visst ställe och ändrar funktionen av ett visst regulatoriskt element som ger nya egenskaper hos en organism. Ger ofta selektionsnackdel men kan ge selektionsfördel * **Alu exonisering -** Alu = SINE element som liknar splice-signaler. När ett Alu element integreras i ett intron kan nya splice-signaler skapas vilket ger upphov till att nya gener kan skapas * **Transduktion -** När transposonen flyttar runt genetisk information i vårt genom

Question 33

Ge exempel på mekanismer som skapar genomisk variation?

Answer 33

* Gener dupliceras/förloras under replikation * Polymeras-fel - felinsättningar, hopp * Kromosomer som går sönder eller fuse:as samman * Mutationer som ej repareras, e.g. från strålning eller syreradikaler (deaminering och depurinering)

Question 34

Vad är indels?

Answer 34

Små insertioner/deletioner i genomet som kan vara relaterade till sjukdomar

Question 35

Vad är en GWA-studie?

Answer 35

När man undersöker många personers genetiska variationer och försöker koppla dem till sjukdomsrisk ## Footnote **GWA = Genome wide associations**

Question 36

Hur kan vi genom att kolla på flera olika arters genom hitta funktionellt viktiga sekvenser? Vad kallas denna metod?

Answer 36

Vi kan försöka hitta sekvenser som är konserverade i flera arter, detta tyder på att den sekvensen är viktig. Det har funnits ett selektionstryck till att just den sekvensen inte ska förändras pga dess viktighet Metoden kallas för **komparativ genomik**

Question 37

Gällande sekvens-bioinformatik, vad innebär följande begrepp? 1. Homologer 2. Orthologer 3. Paraloger

Answer 37

1. **Homologer** = sekvenser som är besläktade och har utvecklats från samma förfader 2. **Orthologer** = Homologer mellan arter, e.g. gen i människa som delas med ett annat däggdjur, tex mus eller apa 3. **Paraloger** = Homologer inom en och samma art. Genfamiljer, gener som utvecklats från samma förfader inom en och samma art. E.g. kollagener, bindvävsproteiner som utvecklats tillsammans

Question 38

Varför kan substitutionsmatris vara bra och ge ökad känslighet när man undersöker om sekvenser är relaterade till varandra i alignment-undersökningar?

Answer 38

Substitutionsmatrisen tar hänsyn till vilka substitutioner som är mest vanligt förekommande Om en substitution resulterar i bildandet av en helt annat typ av aminosyra är det mindre troligt att den inträffar jämfört med en mindre förändring där en aminosyra av samma grupp istället bildas Ger bättre alignment och känslighet

Question 39

Vad står BLAST för?

Answer 39

**Basic Local Alignment and Search Tool** (Google för bioinformatiska sekvenser 🤓)

Question 40

Vad beskriver ditt E-värde som du får om du gör en BLAST och får upp en massa potentiella matchningar?

Answer 40

E-värdet beskriver hur osannolikt det är att den alignment är slumpmässig Lågt E-värde = bra, 0 bäst