Номенклатура генов

Ведущий раздел этой статьи может быть слишком длинным для всей статьи . Помогите, переместив какой-нибудь материал из него в текст статьи. Пожалуйста, прочтите руководство по макету и руководство по разделу, чтобы убедиться, что в этом разделе по-прежнему содержатся все важные детали. Пожалуйста, обсудите этот вопрос на странице обсуждения статьи . ( Февраль 2020 г. )

Gene номенклатура является научным именованием из генов , единицы наследственности в живых организмах. Международный комитет опубликовал рекомендации по генетическим символам и номенклатуре в 1957 году. ^[1] Необходимость разработки официальных руководящих принципов для названий и символов человеческих генов была признана в 1960-х годах, и полные руководящие принципы были выпущены в 1979 году (Эдинбургское совещание по геному человека). ^[2] Несколько других рода -специфический научных сообществ (например, дрозофила плодовые мушки, Mus мыши) приняли стандарты номенклатуры, а также, и опубликовали их на соответствующей модели организмана веб-сайтах и ​​в научных журналах, включая Trends in Genetics Genetic Nomenclature Guide. ^{[3] [4]} Ученые, знакомые с определенным семейством генов, могут работать вместе, чтобы пересмотреть номенклатуру для всего набора генов, когда станет доступна новая информация. ^[5] Для многих генов и соответствующих им белков в научной литературе и общедоступных биологических базах данных используется набор альтернативных названий , что затрудняет эффективную организацию и обмен биологической информацией. ^[6] Стандартизация номенклатуры, таким образом, пытается достичь преимуществ контроля словарного запаса ибиблиографический контроль , хотя соблюдение правил является добровольным. С наступлением информационной эпохи появилась онтология генов , которая в некотором смысле является следующим шагом в номенклатуре генов, поскольку она направлена ​​на унификацию представления генов и атрибутов генных продуктов для всех видов.

Номенклатура генов и номенклатура белков не являются отдельными усилиями; они являются аспектами одного и того же целого. Любое имя или символ, используемые для белка, потенциально могут также использоваться для гена, который его кодирует, и наоборот. Но из-за характера развития науки (знания постепенно раскрываются в течение десятилетий) белки и соответствующие им гены не всегда открываются одновременно (и не всегда понимаются физиологически, когда обнаруживаются), что является основной причиной того, что белок и названия генов не всегда совпадают, или почему ученые склонны отдавать предпочтение одному символу или названию для белка, а другому - для гена. Другая причина заключается в том, что многие механизмы жизни одинаковы или очень похожи для разных видов , родов, отрядов и типов (черезгомология, аналогия или некоторые из них ), так что данный белок может продуцироваться во многих видах организмов; и поэтому ученые, естественно, часто используют тот же символ и название для данного белка у одного вида (например, мышей), что и у другого вида (например, людей). Что касается первой двойственности (один и тот же символ и название для гена или белка), контекст обычно делает смысл понятным для научных читателей, а номенклатурные системы также предусматривают некоторую специфичность, используя курсив для символа, когда подразумевается ген, и простой (римский ), когда имеется в виду белок. Что касается второй двойственности (данный белок является эндогенным у многих видов организмов), номенклатурные системы также обеспечивают, по крайней мере, человеческую и нечеловеческую специфичность за счет использования различныхкапитализация , хотя ученые часто игнорируют это различие, учитывая, что оно часто не имеет значения с биологической точки зрения.

Также из-за характера развития научных знаний белки и соответствующие им гены часто имеют несколько названий и символов, которые являются синонимами . Некоторые из более ранних версий могут быть устаревшими и заменены более новыми, хотя отказ от них является добровольным. Некоторые старые имена и символы живут просто потому, что они широко использовались в научной литературе (в том числе до того, как были придуманы новые) и хорошо известны пользователям. Например, упоминания HER2 и ERBB2 являются синонимами .

Наконец, корреляция между генами и белками не всегда однозначна (в любом направлении); в некоторых случаях это слово «несколько к одному» или «один к нескольким», и тогда имена и символы могут быть специфичными для генов или белков до некоторой степени или частично совпадать в использовании:

• Некоторые белки и белковые комплексы построены из продуктов нескольких генов (каждый ген вносит вклад в полипептидную субъединицу), что означает, что белок или комплекс не будут иметь того же имени или символа, что и какой-либо один ген. Например, конкретный белок под названием «пример» (символ «ПРИМЕР») может иметь 2 цепи (субъединицы), которые кодируются 2 генами, названными «пример альфа-цепи» и «пример бета-цепи» (символы EXAMPA и EXAMPB ).
• Некоторые гены кодируют несколько белков, поскольку посттрансляционная модификация (PTM) и альтернативный сплайсинг обеспечивают несколько путей для экспрессии . Например, глюкагон и подобные полипептиды (такие как GLP1 и GLP2) все происходят (через PTM) от проглюкагона, который происходит от препроглюкагона, который является полипептидом, который кодирует ген GCG . Когда говорят о различных полипептидных продуктах, названия и символы относятся к разным вещам (например, препроглюкагон, проглюкагон, глюкагон, GLP1, GLP2), но когда говорят о гене, все эти названия и символы являются псевдонимами для одного и того же ген. Другой пример: различные белки μ-опиоидных рецепторов (например, μ ₁, μ ₂ , μ ₃ ) - все варианты сплайсинга, кодируемые одним геном OPRM1 ; именно так можно говорить о MOR (μ-опиоидные рецепторы) во множественном числе (белки), даже если существует только один ген MOR , который можно назвать OPRM1 , MOR1 или MOR - все эти псевдонимы справедливо относятся к нему, хотя один из них ( OPRM1 ) является предпочтительной номенклатурой.

Рекомендации для конкретных видов [ править ]

Гена Номенклатура комитет HUGO несет ответственность за обеспечение руководящих принципов генной именовании человека и утверждения новых, уникальные имен генов человеческих и символов (короткие идентификаторы обычно создаваемых сокращенным). Для некоторых нечеловеческих видов базы данных модельных организмов служат центральным хранилищем руководств и справочных ресурсов, включая советы кураторов и комитетов по номенклатуре. В дополнение к базам данных по конкретным видам, утвержденные названия генов и символы для многих видов можно найти в базе данных «Entrez Gene» Национального центра биотехнологической информации ^[7] .

Генетическая номенклатура бактерий [ править ]

Существуют общепринятые правила и соглашения, используемые для наименования генов у бактерий . Стандарты были предложены в 1966 г. Демереком и др. ^[8]

Общие правила [ править ]

Каждый бактериальный ген обозначается мнемоникой из трех строчных букв, которые указывают путь или процесс, в котором участвует генный продукт, за которым следует заглавная буква, обозначающая фактический ген. В некоторых случаях за буквой гена может следовать номер аллеля . Все буквы и цифры подчеркнуты или выделены курсивом. Например, leuA является одним из генов пути биосинтеза лейцина , а leuA273 - конкретным аллелем этого гена.

Если известен фактический белок, кодируемый геном, он может стать частью основы мнемоники, таким образом:

• rpoA кодирует альфа-субъединицу Р НС ро lymerase
• гроВ кодирует бета-субъединицу Р НС ро lymerase
• Pola кодирует ДНК - Pol ymerase I
• polC кодирует ДНК - Pol ymerase III
• RPSL кодирует г ibosomal р rotein, ˙s центр S12

Некоторые обозначения генов относятся к известной общей функции:

• ДНК участвует в репликации ДНК

Общая мнемоника [ править ]

Биосинтетические гены [ править ]

Потеря активности гена приводит к потребности в питании ( ауксотрофия ), не проявляемой диким типом ( прототрофия ).

Аминокислоты:

• ala = аланин
• arg = аргинин
• asn = аспарагин

Некоторые пути продуцируют метаболиты, которые являются предшественниками более чем одного пути. Следовательно, потеря одного из этих ферментов приведет к потребности в более чем одной аминокислоте. Например:

• ilv : i so l eucine and v aline

Нуклеотиды:

• гуа = гуанин
• pur = пурины
• pyr = пиримидин
• твой = тимин

Витамины:

• био = биотин
• nad = НАД
• pan = пантотеновая кислота

Катаболические гены [ править ]

Потеря активности гена приводит к потере способности катаболизировать (использовать) соединение.

• ара = арабиноза
• gal = галактоза
• lac = лактоза
• mal = мальтоза
• мужчина = манноза
• мел = мелибиоза
• rha = рамноза
• ксил = ксилоза

Гены устойчивости к лекарствам и бактериофагам [ править ]

• amp = устойчивость к ампициллину
• ази = азидное сопротивление
• bla = устойчивость к бета-лактамам
• кошка = устойчивость к хлорамфениколу
• kan = устойчивость к канамицину
• rif = устойчивость к рифампицину
• tonA = устойчивость к фагу T1

Глупые мутации-супрессоры [ править ]

• sup = suppressor (например, supF подавляет янтарные мутации)

Номенклатура мутантов [ править ]

Если рассматриваемый ген является диким типом, используется надстрочный знак «+»:

• leuA ⁺

Если ген является мутантным, это обозначается надстрочным индексом '-':

• leuA ^-

По соглашению, если ни один из них не используется, он считается мутантом.

Есть дополнительные надстрочные и подстрочные индексы, которые предоставляют дополнительную информацию о мутации:

• ^ts = чувствительный к температуре ( leuA ^ts )
• ^cs = чувствительный к холоду ( leuA ^cs )
• _am = янтарная мутация ( leuA _am )
• _um = умбра (опал) мутация ( leuA _um )
• _oc = мутация охры ( leuA _oc )
• ^R = стойкий (Rif ^R )

Другие модификаторы:

• Δ = делеция (Δ leuA )
• - = слияние ( leuA - lacZ )
• : = слияние ( leuA : lacZ )
• :: = вставка ( leuA :: Tn 10 )
• Ω = генетическая конструкция, введенная двухточечным кроссовером (Ω leuA ) ^{[ необходима ссылка ]}
• Δ удаленный ген :: замена гена = делеция с заменой (Δ leuA :: nptII (Kan ^R ) указывает, что ген leuA был удален и заменен геном неомицинфосфотрансферазы, который придает устойчивость к канамицину, как часто в скобках указано для лекарственного средства). маркеры сопротивления)

Номенклатура фенотипов [ править ]

При упоминании генотипа (гена) мнемоника выделяется курсивом, а не заглавными буквами. Когда речь идет о генного продукта или фенотип, мнемонические является первой заглавной буквы , а не курсивом ( например , DnaA - белок получают с помощью DnaA гена; LeuA ^- - фенотип в leuA мутанта; Amp ^R - ампициллин-сопротивление фенотип ген β-лактамазы bla ).

Номенклатура названий бактериальных белков [ править ]

Названия белков совпадают с названиями генов, но названия белков не выделены курсивом, а первая буква написана в верхнем регистре. Например , название R NA р.о. lymerase является гр, и этот белок кодируются гр гена. ^[9]

Условные обозначения генов и белков позвоночных [ править ]

Сообщества исследователей модельных организмов позвоночных приняли руководящие принципы, согласно которым генам этих видов по возможности дают те же имена, что и их человеческие ортологи . Использование префиксов в символах генов для обозначения видов (например, «Z» для рыбок данио) не рекомендуется. Рекомендуемый формат печатных символов генов и белков варьируется в зависимости от вида.

Символ и название [ править ]

Гены и белки позвоночных имеют имена (обычно строки слов) и символы, которые представляют собой короткие идентификаторы (обычно от 3 до 8 символов). Например, ген цитотоксического белка 4, ассоциированного с Т-лимфоцитами, имеет символ HGNC CTLA4 . Эти символы обычно, но не всегда, образуются путем сокращения или аббревиатуры имени. Это псевдоакронимыоднако в том смысле, что они сами по себе являются полными идентификаторами - по сути, короткими именами. Они являются синонимами (а не обозначениями) имени гена / белка (или любого из его псевдонимов), независимо от того, совпадают ли начальные буквы. Например, нельзя сказать , что символ гена v-akt гомолога вирусного онкогена тимомы 1 мыши, который является AKT1 , является аббревиатурой названия, как и любой из его различных синонимов, которые включают AKT , PKB , PRKBA , и RAC . Таким образом, отношение символа гена к имени гена функционально является отношением прозвища к формальному имени (оба являются полными идентификаторами).) - это не отношение аббревиатуры к его расширению. В этом смысле они похожи на символы для единиц измерения в системе СИ (например, км для километра ) в том, что их можно рассматривать как истинные логограммы, а не просто аббревиатуры. Иногда различие носит академический характер, но не всегда. Хотя не будет ошибкой сказать, что «VEGFA» является аббревиатурой от « фактора роста эндотелия сосудов А », точно так же, как это не неправильно, что «км» является сокращением для «километра», это еще не все формальности символов. чем те заявления захватывают.

Корень часть символов для семейства генов (такие , как « Серпин » корень в SERPIN1 , SERPIN2 , SERPIN3 , и так далее) называются символом корня. ^[10]

Человек [ править ]

Гена Номенклатура комитет HUGO несет ответственность за обеспечение руководящих принципов генной именовании человека и утверждения новых, уникальные имен генов человеческих и символов (короткие идентификаторы обычно создаваемых сокращенным). Все имена и символы человеческих генов можно найти в Интернете на сайте HGNC ^[11] , и там можно найти инструкции по их формированию. ^[12] Руководящие принципы для человека логически вписываются в более широкий круг позвоночных.в целом, и сферу компетенции HGNC недавно расширили до присвоения символов всем видам позвоночных без существующего номенклатурного комитета, чтобы гарантировать, что гены позвоночных названы в соответствии с их человеческими ортологами / паралогами. Символы генов человека обычно выделены курсивом, все буквы в верхнем регистре (например, SHH , для sonic hedgehog ). В генных каталогах курсив не нужен. Обозначения белков такие же, как и обозначения гена, за исключением того, что они не выделены курсивом. Как и символ гена, они написаны заглавными буквами, потому что человек (специфический для человека или гомолог человека). мРНК и кДНК используют те же правила форматирования, что и символ гена. ^[5] Для обозначения семейств генов HGNC рекомендует использовать «корневой символ».^[13] как корень для различных символов генов. Например, для пероксиредоксинов семьи, PRDX символ корня, и члены семьи PRDX1 , PRDX2 , PRDX3 , PRDX4 , PRDX5 и PRDX6 .

Мышь и крыса [ править ]

Символы генов обычно выделены курсивом, только первая буква в верхнем регистре, а остальные буквы в нижнем регистре ( Shh ). Курсив не требуется на веб-страницах. Обозначения белков такие же, как и обозначения гена, но не выделены курсивом и все написаны в верхнем регистре (SHH). ^[14]

Курица ( Gallus sp.) [ Править ]

Номенклатура обычно следует правилам человеческой номенклатуры. Символы генов обычно выделены курсивом, все буквы в верхнем регистре (например, NLGN1 для нейролигина1). Обозначения белков такие же, как и обозначения гена, но не выделены курсивом; все буквы в верхнем регистре (NLGN1). мРНК и кДНК используют те же правила форматирования, что и символ гена. ^[15]

Ящерица анол ( Anolis sp.) [ Править ]

Символы генов выделены курсивом, а все буквы - строчными ( тсс ). Обозначения белков отличаются от их генных символов; они не выделены курсивом, а все буквы в верхнем регистре (SHH). ^[16]

Лягушка ( Xenopus sp.) [ Править ]

Символы генов выделены курсивом, а все буквы - строчными ( тсс ). Обозначения белков такие же, как и обозначения гена, но не выделены курсивом; первая буква в верхнем регистре, а остальные буквы в нижнем (шш). ^[17]

Данио [ править ]

Символы генов выделены курсивом, все буквы в нижнем регистре ( тсс ). Обозначения белков такие же, как и обозначения гена, но не выделены курсивом; первая буква в верхнем регистре, а остальные буквы в нижнем (шш). ^[18]

Символ и описание гена и белка при редактировании [ править ]

«Расширение» (глоссирование) [ править ]

Практически универсальное правило при копировании статей для медицинских журналов и других научных публикаций о здоровье состоит в том, что аббревиатуры и акронимы должны быть расширены при первом использовании, чтобы дать пояснения глоссированного типа. Обычно исключения не допускаются, за исключением небольших списков особенно хорошо известных терминов (таких как ДНК или ВИЧ ). Хотя читателям с высокой квалификацией в предметной области не нужна большая часть этих расширений, те, у кого средний или (особенно) низкий опыт, должным образом обслуживаются ими.

Одна из сложностей, которую символы генов и белков вносят в это общее правило, заключается в том, что они, точнее говоря, не являются аббревиатурами или акронимами, несмотря на то, что многие из них изначально были придуманы посредством сокращений или акронимической этимологии. Это псевдоакронимы (как и SAT и KFC ), потому что они не «означают» какое-либо расширение. Скорее, отношение символа гена к имени гена функционально является отношением прозвища к формальному имени (оба являются полными идентификаторами).) - это не отношение аббревиатуры к его расширению. Фактически, многие официальные пары символов гена и имени гена даже не имеют общих буквенных последовательностей (хотя некоторые имеют). Тем не менее, символы генов и белков «выглядят точно так же, как» аббревиатуры и акронимы, что представляет собой проблему, заключающуюся в том, что «неспособность» их «расширить» (даже если на самом деле это не неудача и нет настоящих расширений) создает видимость нарушения Правило о расшифровке всех сокращений.

Один из распространенных способов примирения этих двух противоборствующих сил - просто исключить все символы генов и белков из правила сглаживания. Это, безусловно, легко и быстро сделать, а в узкоспециализированных журналах это оправдано еще и потому, что вся целевая аудитория имеет высокий уровень знаний в предметной области. (Экспертов не смущает наличие символов (известных или новых), и они знают, где найти их в Интернете для получения более подробной информации, если это необходимо.) Но для журналов с более широкой целевой аудиторией это действие оставляет читателей без каких-либо проблем. пояснительная аннотацияи может оставить их в недоумении, что означает кажущаяся аббревиатура и почему она не была объяснена. Поэтому хорошим альтернативным решением будет просто заключить официальное название гена или подходящее краткое описание (псевдоним гена / другое обозначение) в круглые скобки после первого использования официального символа гена / белка. Это отвечает как формальным требованиям (наличие глянца), так и функциональным требованиям (помогает читателю понять, к чему относится этот символ). То же правило применяется к сокращенным именам для вариаций последовательности; AMA говорит: «В общих медицинских публикациях текстовые пояснения должны сопровождать сокращенные термины при первом упоминании». ^[19]Таким образом, «188del11» обозначается как «делеция 11 пар нуклеотидов в нуклеотиде 188». Это следственное правило (которое образует дополнение к правилу «все по буквам») часто также следует стилю расширения, основанному на сокращении, которое становится все более распространенным в последние годы. Традиционно при первом использовании сокращение всегда следует за полностью развернутой формой в круглых скобках. Это по-прежнему общее правило. Но для определенных классов сокращений или акронимов (таких как аббревиатуры клинических испытаний [например, ECOG ] или стандартизованные режимы полихимиотерапии [например, CHOP ]) этот шаблон может быть обратным, потому что краткая форма более широко используется, а расширение просто вводится в скобки. к обсуждаемому вопросу. То же самое и с символами гена / белка.

Синонимы и предыдущие символы и названия [ править ]

Гена Номенклатура комитет HUGO (HGNC) поддерживает официальный символ и имя для каждого гена человека, а также список синонимов и предыдущих символов и названий. Например, для AFF1 (семейство AF4 / FMR2, член 1) предыдущие символы и названия - это MLLT2 («миелоидный / лимфоидный лейкоз или лейкоз смешанного происхождения (гомолог триторакса (Drosophila)); перемещен в, 2 дюйма ) и PBM1 (« pre -В-клеточный моноцитарный лейкоз партнер 1 "), а синонимами являются AF-4 и AF4. Авторы журнальных статей часто используют последний официальный символ и имя, но так же часто они используют синонимы и предыдущие символы и имена, которые хорошо известны благодаря более раннему использованию в литературе. Стиль AMA заключается в том, что «авторы должны использовать самый современный термин» ^[20] и что «при любом обсуждении гена рекомендуется упоминать одобренный символ гена в какой-то момент, предпочтительно в заголовке и аннотации. если уместно ". ^[20] Поскольку от редакторов-редакторов не ожидается и не разрешается переписывать номенклатуру генов и белков по всей рукописи (за исключением редких явных инструкций по конкретным заданиям), золотая середина в рукописях, использующих синонимы или старые символы, заключается в том, что редактор-копировщик добавит упоминание текущего официального лица. символ, по крайней мере, в виде блеска в скобках при первом упоминании гена или белка и запрос подтверждения.

Стиль [ править ]

Некоторые основные условные обозначения, такие как (1) пары гомологов (ортологов) животное / человек различаются регистром букв ( регистр заголовка и все заглавные буквы соответственно) и (2) символ выделен курсивом при ссылке на ген, но не начертан при обращении к белка, часто не отслеживаются авторами медицинских журналов. Во многих журналах редакторы по возможности изменяют оформление и форматирование, хотя в сложных дискуссиях по генетике только профильные эксперты (SME) могут легко проанализировать их все. Одним из примеров, который иллюстрирует потенциальную двусмысленность среди не-МСП, является то, что в некоторых официальных названиях генов есть слово «белок», поэтому фраза «белок мозга I3 ( BRI3) "(относится к гену) и" белок мозга I3 (BRI3) "(относится к белку) являются действительными. В руководстве AMA приводится другой пример: и" ген TH ", и" ген TH "ген "действительно может быть проанализирован как правильный (" ген тирозингидроксилазы "), потому что в первом упоминается псевдоним (описание), а во втором - символ. На первый взгляд это сбивает с толку, хотя его легче понять, если пояснить как следует: в случае этого гена, как и во многих других, псевдоним (описание) «использует ту же буквенную строку», что и символ. (Соответствие букв, конечно, имеет акронимическое происхождение, и поэтому фраза «происходит с "подразумевает больше совпадений, чем есть на самом деле; но такая формулировка помогает сделать объяснение более ясным.) Для не-SME нет возможности узнать, что это так для какой-либо конкретной цепочки букв, не просматривая каждый ген из рукописи. в базе данных, такой как NCBI Gene, просматривая список ее символов, имени и псевдонимов,и делать мысленные перекрестные ссылки и перепроверять (плюс это помогает иметь биохимические знания). Большинство медицинских журналов не оплачивают (а в некоторых случаях и не могут) платить за такой уровеньпроверка фактов как часть их уровня обслуживания копирования; следовательно, ответственность за это несет автор. Однако, как указывалось ранее, многие авторы мало пытаются следовать указаниям в отношении буквенного регистра или курсива; а что касается белковых символов, они часто вообще не используют официальный символ. Например, хотя в рекомендациях белок p53 будет называться «TP53» у людей или «Trp53» у мышей, большинство авторов называют его «p53» в обоих случаях (и даже отказываются называть его «TP53», если редакции или запросы пытаются это сделать), а не хотя бы из-за биологического принципа, согласно которому многие белки представляют собой по существу или точно такие же молекулы, независимо от вида млекопитающих. Что касается гена, то авторы обычно готовы называть его человеческим символом и заглавными буквами TP53., и может даже сделать это без запроса. Но конечным результатом всех этих факторов является то, что опубликованная литература часто не полностью соответствует рекомендациям по номенклатуре.

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Рекомендации по международной номенклатуре белков
• Совет научных редакторов (CSE) , Ресурсы по генетической и цитогенетической номенклатуре
• Утилита Protein Naming , база данных правил для номенклатуры белков
• Центр генетических запасов кишечной палочки отвечает за генетическую номенклатуру бактерий, относящуюся к Escherichia coli.
• Генетическая номенклатура Escherichia coli (правила наименования генов и значения других символов, используемых в молекулярной биологии) в EcoliWiki , системе аннотаций сообщества EcoliHub .