C-value

は、細胞生物学におけるC値という用語について
です。建築家や
エンジニアが劇場やスタジアムの観客の視線を計算するために使用するツールについては
、視線を参照してください C値が量である、でピコグラムのDNA内に含まれる一倍体 核(例えばA配偶子に)または半分の量の二倍体 体細胞の真核生物。場合によっては(特に二倍体生物の間で)、C値とゲノムサイズという用語は同じ意味で使用されます。ただし、倍数体では、C値は同じ核内に含まれる2つ以上のゲノムを表す場合がGreilhuber etal。 この問題を明確にするために、いくつかの新しい用語の層と関連する略語が提案されていますが、これらのやや複雑な追加は、他の著者によってまだ使用され
内容
1 用語の由来
2 種間の変動
2.1 C値のパラドックス 2.2 C値の謎
3 C値の計算
3.1 人間のC値
4 も参照してください
5 参考文献
6 外部リンク
用語の由来
多くの著者は、「C値」の「C」が「特性」、「コンテンツ」、または「補完」を指すと誤って想定しています。用語の起源をたどろうとした著者の間でさえ、ヒューソン・スウィフトが1950年にそれを造ったときにそれを明確に定義しなかったため、混乱がありました。彼の元の論文では、スウィフトは「1C」という呼称を使用しているようです。 DNA含有量の「クラス」に関連する「値」、「2C値」など(例、Gregory 2001、 2002 ); しかし、スウィフトは1975年にマイケルD.ベネット教授に個人的に手紙を送り、「文字Cは「一定」、つまり特定の遺伝子型に特徴的なDNAの量よりも魅力的なものではないのではないかと心配しています」と説明しました(引用Bennett and Leitch 2005 )。これは、1948年にVendrelyとVendrelyが「特定の動物種内のすべての個体のすべての細胞の核DNA含有量が著しく一定している」という報告(元のフランス語から翻訳)を参照しています。このトピックに関するSwiftの研究は、特に個体内の異なる細胞タイプの染色体セット間の変動(またはその欠如)に関連していましたが、彼の表記は、個々の種の一倍体DNA含有量を参照して「C値」に進化し、これを保持しています今日の使用法。
種間の変動
C値は種によって大きく異なります。動物では3,300倍以上の範囲であり、陸上植物では約1,000倍の違いが 原生生物のゲノムは、サイズが30万倍以上異なると報告されていますが、この範囲の上限(Amoeba)は疑問視されています。C値の変動は、生物の複雑さやそのゲノムに含まれる遺伝子の数とは何の関係もありません。たとえば、一部の単細胞原生生物は、人間よりもはるかに大きなゲノムを持っています。この観察は、非コードDNAが発見される前は、直感に反すると見なされていました。その結果、C値パラドックスとして知られるようになりました。ただし、C値と遺伝子数の不一致に逆説的な側面はもはやありませんが、この用語は一般的な使用法のままです。概念を明確にするために、ゲノムサイズの変動に関して残っているさまざまなパズルは、C値の謎として知られる複雑であるが明確に定義されたパズルをより正確に構成することが提案されています。C値は、細胞サイズ、細胞分裂率、分類群に応じて、体のサイズ、代謝率、発達率、臓器の複雑さ、地理的分布、または絶滅リスクなど、細胞および生物レベルでのさまざまな特徴と相関します(最近のレビューについては、Bennett and Leitch 2005; Gregory 2005 を参照して
C-値エニグマ又はC値パラドックスは、核に豊富変化周囲の複雑なパズルであるゲノムサイズのうち、真核生物種。C値の謎の中心にあるのは、ゲノムサイズが生物の複雑さと相関していないという観察結果です。たとえば、一部の単細胞原生生物は、人間よりもはるかに大きなゲノムを持っています。
ゲノムサイズの 進化を完全に理解するために答える必要のあるすべての質問が明示的に含まれているため、C値の謎という用語を好む人もいます(Gregory2005 )。さらに、パラドックスという用語は、真核生物のゲノムの最も基本的な特徴の1つ、つまり、それらが主に非コードDNAで構成されているという理解の欠如を意味します。パラドックスという用語は、実際には多面的なパズルであるものに対する単純な1次元の解決策を著者に求めるという不幸な傾向もあると主張する人もいます。用語「C-値の謎が」第二の植物ゲノムサイズでの議論会やワークショップで「C値パラドックス」に優先して承認された2003年にこれらの理由から、王立植物園、キュー、英国、そしてますます多くの著者がこの用語を採用し始めています。
C値のパラドックス
1948年、ロジャーとコレット・ベンドレリーは「特定の動物種内のすべての個体のすべての細胞の核DNA含有量の顕著な一定性」を報告し、タンパク質ではなくDNAが物質であるという証拠として取り上げました。どの遺伝子が構成されているか。C値という用語は、この観察された不変性を反映しています。しかし、すぐにC値(ことが判明したゲノムサイズが)種間で非常に変化し、これはとは関係負わないことを推定(遺伝子の数によって反映されるように複雑の生物)。たとえば、一部のサンショウウオの細胞には、人間の細胞の40倍のDNAが含まれている場合が遺伝情報はDNAによってコードされているため、C値は一定であると想定されていたが、推定遺伝子数とは関係がなかったことを考えると、これは当然逆説的と見なされた。「C値パラドックス」という用語は、1971年にCA ThomasJr。によってこの状況を説明するために使用されました。
1970年代初頭の非コードDNAの発見は、C値パラドックスの主な問題を解決しました。真核生物のDNAのほとんどは非コードであり、したがって遺伝子で構成されていないため、ゲノムサイズは真核生物の遺伝子数を反映しヒトゲノムは、例えば、残りは非コードDNA(特に種々のタイプであると、2%未満のタンパク質コード領域を含む転移因子)。
C値の謎
「C値の謎」という用語は、より一般的であるが時代遅れの用語「C値のパラドックス」(Thomas 1971)の更新を表しており、最終的には半数体の 核 DNAに関連する「C値」(Swift 1950)という用語から派生しています。内容。用語は、カナダの生物学者によって鋳造された博士T.ライアングレゴリーのゲルフ大学2000/2001に。一般的に、C値の謎は、さまざまな真核生物のゲノム内に見られる非コードDNAの量の変動の問題に関連しています。
C値の謎は、古いC値のパラドックスとは異なり、次のような一連の独立しているが等しく重要なコンポーネントの質問として明示的に定義されています。
さまざまな真核生物のゲノムにどのような種類の非コードDNAが、どのような割合で見られますか?
この非コードDNAはどこから来て、どのようにゲノムから拡散および/または失われますか?
この非コードDNAは、染色体、核、細胞、および生物に対してどのような影響、またはおそらく機能さえも持っていますか?
なぜいくつかの種は著しく合理化された染色体を示し、他の種は大量の非コードDNAを持っているのですか?
C値の計算
表1:ヌクレオチドの相対分子量†
ヌクレオチド
化学式
相対分子量(Da)
2′-デオキシアデノシン5′-一リン酸 C 10 H 14 N 5 O 6 P 331.2213
2′-デオキシチミジン5′-一リン酸 C 10 H 15 N 2 O 8 P 322.2079
2′-デオキシグアノシン5′-一リン酸 C 10 H 14 N 5 O 7 P 347.2207
2′-デオキシシチジン5′-一リン酸 C 9 H 14 N 3 O 7 P 307.1966
†表の出典:Doleželetal 。、2003
ヌクレオチドペア(または塩基対)の数をDNAのピコグラムに、またはその逆に変換するための式は次のとおりです。
ゲノムサイズ(bp)=(0.978 x 10 9)x DNA含有量(pg)=ゲノムサイズ(bp)/(0.978 x 10 9)1 pg = 978 Mbp
表1のデータを用いて、塩基対の相対質量は、以下のように計算することができる:A / T = 615.383およびG / C = 616.3711、あるホスホジエステル結合の形成は、一方がHの損失を伴うことに注意して軸受2 O分子。さらに、DNA鎖のヌクレオチドのリン酸は酸性であるため、生理学的pHではH +イオンが解離します。A / TとG / Cのペアの比率が1:1(GC含量が50%)の場合、1つのヌクレオチドペアの平均相対質量は615.8771です。
相対分子量は、ピコグラムの原子質量単位(1 u)を掛けることにより、絶対値に変換できます。従って、615.8771は1.660539×10乗算される-12 PG。したがって、ヌクレオチド対当たりの平均質量は、1.023×10あろう-9 PG、およびDNAの1 pgは0.978×10表すであろう9塩基対(978 Mbpでの)。
Doleželetal 。が想定しているように、GC含量が正確に50%(A / TおよびG / Cヌクレオチド塩基の等量)の種はありません。ただし、G / CペアはA / Tペアよりも1%の約1/6だけ重いため、GC含量の変動による影響はわずかです。実際のGC含量は、種間、染色体間、およびアイソコア間(GC含量が類似している染色体のセクション)によって異なります。DoleželのGC含量の計算を調整すると、ピコグラムあたりの塩基対の理論的変動は、100%GC含量の977.0317 Mbp / pgから0%GC含量の978.6005 Mbp / pgの範囲です(A / Tが軽く、Mbp / pgが多い)。 50%GC含量の中間点は977.8155 Mbp / pgです。
人間のC値
ヒトのゲノムは、のサイズで変化します。ただし、参照ヒトゲノムの核半数体サイズの現在の推定値は、X配偶子で3,031,042,417 bp、Y配偶子で2,932,228,937bpです。X配偶子とY配偶子は両方とも22の常染色体を含み、その合計の長さは両方の配偶子のゲノムの大部分を構成します。X配偶子にはX染色体が含まれ、Y配偶子にはY染色体が含まれます。X染色体のサイズが大きいほど、2つの配偶子のサイズの違いが生じます。配偶子を組み合わせると、XXメスの接合子のサイズは6,062,084,834 bpになり、XYオスの接合子のサイズは5,963,271,354bpになります。ただし、XX雌接合子の塩基対はそれぞれ23の異種染色体の2つの相同グループに分布し、XY雄接合子の塩基対はそれぞれ22の異種染色体と2つの異種染色体の2つの相同グループに分布します。各接合子には46の染色体がありますが、XXの雌の接合子の23の染色体は異種であり、XYの雄の接合子の24の染色体は異種です。その結果、XX雌接合子のC値は3.099361であり、XY雄接合子のC値は3.157877です。
ヒトゲノムのGC含量は約41%です。常染色体、X、およびY染色体を考慮すると、ヒト一倍体GC含量は、X配偶子で40.97460%、Y配偶子で41.01724%です。
これらの数値の要約:
表2:ヒトゲノムサイズ
細胞
染色体の説明
タイプ
倍数性
塩基対(bp)
GC含量(%)
密度(Mbp / pg)
質量(pg) C値 精子または卵子 23の異種染色体 X配偶子 半数体 3,031,042,417 40.97460% 977.9571 3.099361 3.099361
精子のみ 23の異種染色体 Y配偶子 半数体 2,932,228,937 41.01724% 977.9564 2.998323 2.998323
受精卵 それぞれ23の異種染色体の2つの相同セットからなる46の染色体 XX女性 二倍体 6,062,084,834 40.97460% 977.9571 6.198723 3.099361
受精卵 それぞれ22の異種染色体の2つの相同セットと2つの異種染色体からなる46の染色体 XY男性 主に二倍体 5,963,271,354 40.99557% 977.9567 6.097684 3.157877
も参照してください
動物ゲノムサイズデータベース
細胞核
比較ゲノミクス
ゲノム
ゲノムサイズ
ヒトゲノム
ジャンクDNA
ノンコーディングDNA
植物DNAC値データベース
利己的DNA
転移因子
参考文献
^ Greilhuber J、DoleželJ、LysákM、Bennett MD(2005)。「核DNA含有量を説明するための「ゲノムサイズ」および「C値」という用語の起源、進化、および提案された安定化」。植物学年報。95(1):255–60。土井:10.1093 / aob / mci019。PMC  4246724。PMID  15596473。 ^ Swift H(1950)。「植物核におけるデオキシリボース核酸の不変性」。米国科学アカデミー紀要。36(11):643–654。土井:10.1073 /pnas.36.11.643。PMC 1063260。PMID 14808154。    ^ グレゴリーTR(2001)。「偶然、共進化、または因果関係?DNA含有量、細胞サイズ、およびC値の謎」。生物学的レビュー。76(1):65–101。土井:10.1017 / S1464793100005595。PMID 11325054。   ^ グレゴリーTR(2002)。「C値の謎の鳥瞰図:ゲノムサイズ、細胞サイズ、およびクラスAvesの代謝率」。進化。56(1):121–30。土井:10.1111 /j.0014-3820.2002.tb00854.x。PMID 11913657。   ^ a b c Bennett MD、Leitch IJ(2005)。「植物のゲノムサイズの進化」。TRグレゴリー(編)。ゲノムの進化。サンディエゴ:エルゼビア。pp。89–162。
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外部リンク
動物ゲノムサイズデータベース
植物DNAC値データベース
真菌ゲノムサイズデータベース

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カテゴリー: C