Vores blog forsøger altid at være informativ og tilgængelig, og vi skriver den med det formål at gøre den enkel og forståelig for enhver læser. Ved denne lejlighed har vi tilladt os selv at være lidt mere tekniske for at forklare visse grundlæggende principper for genetiske herkomster. Men du behøver ikke at forstå hvert ord eller hvert udsagn i detaljer. Vi er sikre på, at du ved afslutningen af læsningen af dette indlæg vil have de vigtigste begreber, der vil have givet dig mulighed for bedre at forstå, hvad der ligger bag oprettelsen af en 24Genetics-personaliseret herkomstundersøgelse.
Hvad er genetisk arv?
For at forstå omfanget af afstamningstestning og for at forstå videnskaben bag det, er det nødvendigt at forklare, hvordan genetisk materiale er organiseret, og hvordan genetisk arv fungerer.
Hvordan er genetisk materiale organiseret?
Genetisk materiale er den kemiske base, hvori al den information, der er nødvendig for produktion og regulering af proteiner, er lagret, og den bestemmer vores cellers skæbne og den information, der definerer os som individer. Det genetiske materiale i stort set alle kendte organismer, bortset fra visse vira, er organiseret i form af DNA (deoxyribonukleinsyre).
Det samlede DNA-indhold i en organisme kaldes et genom. Det menneskelige genom kan opdeles i kernegenom og mitokondrielt genom.
På den ene side består kernegenomet af 23 par kromosomer, der tilsammen indeholder information om cirka 20,000 gener, bestående af mere end 3 milliarder nukleotider. Det er værd at bemærke, at af disse mere end 3 milliarder nukleotider, der udgør det menneskelige genom, findes variabiliteten mellem individer kun i 0.1% af positionerne. Disse 23 par kromosomer er organiseret i 22 par autosomale kromosomer (eller autosomer) og 1 par kønskromosomer, XX for biologiske hanner og XY for biologiske hunner.
Det mitokondrielle genom består på den anden side af en enkelt cirkulær kæde, hvis arv udelukkende er moderlig.
Vi kan forstå genomet som en samling af encyklopædier, der indeholder al den information, en person har brug for for at vokse og udvikle sig. Denne encyklopædi har 23 bind, som hver repræsenterer hvert af kromosomparrene, hvori vi kan læse generne, som vi kunne repræsentere som ordene i denne encyklopædi. Til gengæld er disse ord opbygget af bogstaver, som for genernes vedkommende svarer til de fire typer nukleotider, der udgør DNA: adenin, thymin, cytosin og guanin. For hver af positionerne vil der være to mulige bogstaver (to mulige nukleotider), som vil være allelerne.
Figur 1. Repræsentation af humant genetisk materiale.
Genetisk arv kan defineres som egenskaber, der nedarves fra forældre til afkom. De overførbare træk er dem, der er fikseret i generne, som udgør genotypen, mens manifestationen af disse træk er det, der udgør fænotypen. Det er vigtigt at huske på, at fænotypen i mange tilfælde ikke kun bestemmes af genotypen, men også påvirkes af miljøfaktorer (1). For at lave en simpel analogi for at lette forståelsen kan vi sige, at i et maleri består genotypen af lærredet, typen af pigment, farverne, penslen, stregen osv. og fænotypen er det billede, vi se.
Udtrykket genetisk variabilitet refererer til forskelle i DNA-sekvensen mellem individer eller populationer, som som nævnt ovenfor er reduceret til 0.1 % af det menneskelige genom. De vigtigste kilder til variabilitet er mutationer og genetisk rekombination.
Hvad er mutationer?
Mutationer er permanente og arvelige ændringer i DNA-sekvensen. De novo mutationer genereres, når der opstår en fejl i DNA-replikation, som ikke korrigeres af reparationsenzymer. Med andre ord er de hovedsageligt fejl, der ikke har nogen kendt eller berettiget årsag og fører til en genetisk modifikation. Afhængigt af konsekvenserne for organismen klassificeres mutationer i følgende typer:
- Skadelig: skadelig for organismen, hvilket reducerer reproduktionseffektiviteten, dvs. sandsynligheden for at efterlade afkom.
- Fordelagtigt: giver en adaptiv fordel, der øger den reproduktive effektivitet.
- Neutral (2).
De fleste mutationer, der forekommer i genomet og overføres til afkom, er gavnlige eller neutrale, fordi de ikke påvirker organismernes levedygtighed negativt.
Hvad er genetisk rekombination?
Genetisk rekombination er den proces, hvorved homologe kromosomer eller kromosomsegmenter bryder og går sammen, hvilket involverer omarrangering af DNA-sekvenser. Denne proces finder sted under meiose, som er den proces af celledeling, der forekommer i seksuel reproduktion for dannelsen af kønsceller eller kønsceller, både mandlige (sperm) og kvindelige (æg).
Figur 2. Genetisk rekombination
Af de 23 par kromosomer, som hver person besidder, har hvert par et kromosom arvet fra faderen og et fra moderen. Ved dannelsen af kønsceller (sperm og æg) hos et individ sker der derfor rekombination mellem de to kromosomer af de 23 par (homologe kromosomer), hvorefter de 23 rekombinerede individuelle kromosomer vil udgøre en del af hver af kønscellerne. Den næste generation vil arve ét kromosom fra hver forælder og dermed have en unik kombination af deres eget genetiske materiale. Dette er illustreret i nedenstående figur:
Der er kromosomale positioner, teknisk kaldet loci, hvoraf nogle præsenterer mulige varianter af nukleotidsekvenser i et gen (alleler). Disse varianter omfatter enkeltnukleotidpolymorfismer (SNP'er), som er enkeltnukleotidvariationer til stede i mindst 1% af befolkningen, og allelfrekvenserne af disse variationer er blevet beskrevet i forskellige populationer. Allelfrekvens er defineret som andelen af en specifik allel ud af alle mulige alleler på en given position i en given population (3).
Det er forskellen i allelfrekvenser mellem populationer, der gør det muligt at foretage afstamningsberegninger.
Hvad er herkomst?
Ancestry er et meget bredt og svært begreb at definere, da det er genstand for forskellige fortolkninger. I bred forstand kan det være genetisk, geografisk, historisk eller kulturelt baseret.
Fra et genetiks synspunkt kunne herkomst defineres som studiet af al den genetiske information, der er nedarvet fra vores forfædre, med visse mutationer og genetiske variationer, som gør det muligt for os at definere vores oprindelse.
Populationer viser genetisk variabilitet som følge af de demografiske begivenheder, som de har været involveret i gennem menneskets historie, såsom migrationer og blanding med andre populationer, sygdomme med høj dødelighed, geografisk isolation osv. (4). Vores herkomst er således resultatet af en kompleks blanding af populationer over tid, fra oprindelsen af den menneskelige art i Afrika, for omkring 300,000 år siden, til i dag (5). I betragtning af disse mønstre af genetisk variabilitet er det muligt at udføre en analyse af de genetiske forskelle og ligheder, der eksisterer mellem et individ og forskellige populationer rundt om i verden for at udlede herkomst (6).
Hvordan udføres herkomstberegninger?
Der er tre typer af stamtests: autosomale, mitokondrielle og Y-kromosomale. Vi vil fokusere på autosomale herkomsttest.
Autosomale herkomsttests udfører en analyse af de autosomale kromosomer, dvs. kromosompar 1 til 22, ikke medregnet det 23. par, som er kønskromosomer (XX eller XY). Disse 22 par kromosomer er nedarvet fra begge forældre, og giver således fælles information om moder- og faderlinjen (7).
Som nævnt ovenfor er herkomstanalyser baseret på at finde ligheder mellem prøven af et bestemt individ og et sæt forskellige prøver, som udgør referencepanelet eller databasen, og hvis herkomst er kendt på forhånd. For at udlede herkomst sammenlignes SNP'erne mellem de to, så jo større sammenfald mellem prøven, der skal analyseres, og referenceprøven, jo større er sandsynligheden for at have en fælles herkomst. Disse resultater afspejler på en måde, hvilke populationer den genetiske information, vi har arvet i dag, er relateret til, og derfor, hvad vores genetiske oprindelse er.
Ancestry hos 24Genetics
Hos 24Genetics tilbyder vi dig information om din genetiske herkomst på et geografisk niveau. Det vil sige, at vi forbinder din genetiske oprindelse med de geografiske områder, hvor dine forfædre levede, eller som de har haft tæt kontakt med (6). Vores afstamningstest er en af de mest omfattende på markedet med en referencedatabase, der indeholder DNA fra mennesker, der repræsenterer mere end 1,500 regioner, fordi deres forfædre har levet i en region i generationer. Vores oplysninger er klassificeret i 175 lande, efter stater, regioner eller endda provinser, der går 700 til 900 år tilbage, og kan endda detektere genetiske signaler fra mere end 2,000 år siden.
Bibliografi
1. Fenotipo | NHGRI [Internet]. [citeret 2022. juni 20]. Tilgængelig fra: https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Fenotipo
2. Hvad er genetisk variation | Menneskelig genetisk variation [Internet]. [citeret 2022. juni 20]. Tilgængelig fra: https://www.ebi.ac.uk/training/online/courses/human-genetic-variation-introduction/what-is-genetic-variation/
3. Strachan T, Læs AP. Human Molekylær Genetik. Human Molekylær Genetik. New York: Garland Science; 2018. 784 s.
4. Mathieson I, Scally A. Hvad er herkomst? Flint J, redaktør. PLOS Genetik [Internet]. 2020. marts 9 [citeret 2020. marts 23];16(3):e1008624. Tilgængelig fra: https://dx.plos.org/10.1371/journal.pgen.1008624
5. Jobling M, Hollox E, Hurles M, Kivisild T, Tyler-smith C. Human Evolutionary Genetics. New York (USA): Garland Science; 2013. 650 s.
6. Royal CD, Novembre J, Fullerton SM, Goldstein DB, Long JC, Bamshad MJ, et al. At udlede genetiske herkomst: muligheder, udfordringer og konsekvenser. American Journal of Human Genetics [Internet]. 2010. maj 5 [citeret 2022. juni 17];86(5):661. Tilgængelig fra: /pmc/articles/PMC2869013/
7. Templeton AR. Menneskelig befolkningsgenetik og genomik. Akademisk presse; 2019.
