Současné genomické a cytogenomické metody v analýze chromozómových přestaveb

Abstract

Chromosome rearrangements represent one of the major mechanisms driving the eukaryotic genome evolution. They may significantly contribute to reproductive isolation and diversification, including the evolution of complex life-history traits linked e.g. with local adaptation. They are structural changes leading to alteration in the morphology and/or number of chromosomes, which can have a direct effect on the evolution of genes and their expression profiles, the frequency and distribution of recombination in the genome, and the functional dynamics of processes operating in the interphase nucleus. However, they may be also causal for etiology (or a consequence) of inherent diseases and tumorigenesis. The study of chromosome rearrangements and the mechanisms of their emergence is related to the identification and characterization of rearrangement breakpoints (i.e. where double-strand break occurred and chromosome segments subsequently rejoined). One possibility is to analyze chromosomes and interspecific changes in the arrangement of linkage groups/synteny blocks using cytogenetic and cytogenomic methods (e.g. cross-species mapping of whole-chromosome hybridization probes). More detailed insight is provided by comparative genomics, nowadays mainly represented by so-called third-generation methods (the...

Chromozómové přestavby jsou jedním z hlavních mechanizmů evoluce eukaryotických genomů a mohou významně přispět k reprodukční izolaci a diverzifikaci, včetně evoluce komplexních znaků přispívajících např. k lokální adaptaci. Jsou to strukturní změny vedoucí ke změně morfologie a/nebo počtu chromozómů, které mohou mít přímý vliv na evoluci a expresní profily genů, četnost a distribuci rekombinace v genomu a funkční dynamiku procesů v interfázním jádře. Mohou být ovšem také podstatou (nebo doprovodným jevem) vrozených vad a nádorového bujení. Studium chromozómových přestaveb a mechanizmů jejich vzniku souvisí s identifikací a charakterizací oblastí, kde došlo ke dvouvláknovému zlomu a opětovnému spojení částí chromozómů. Jednou z možností je analyzovat chromozómy a mezidruhové změny v uspořádání vazebných skupin/syntenních bloků pomocí cytogenetických a cytogenomických metod (např. mezidruhovým mapováním celochromozómových hybridizačních sond). Detailnější vhled přináší srovnávací genomika, v dnešní době zastoupená především tzv. metodami třetí generace (platformy firem PacBio a Oxford Nanopore Sequencing), často v kombinaci s dalšími pokročilými metodami jako jsou Hi-C nebo optické mapování. Cílem této bakalářké práce je shrnout současné přístupy v analýze chromozómových přestaveb (včetně...