偽遺伝子。

偽遺伝子は、機能的な遺伝子によく似ている非機能的な DNA 配列の一種ですが、機能的なタンパク質産物を生成しません。偽遺伝子は進化の遺物と考えられており、多くの場合、かつては機能していたが、時間の経過とともに突然変異が蓄積し、機能的なタンパク質を生成できなくなった遺伝子から生じます。

偽遺伝子には主に 2 つのタイプがあります。

1. 処理された偽遺伝子: これらの偽遺伝子は、処理されたメッセンジャー RNA 分子の逆転写とゲノムへの組み込みによって生じます。これは通常、機能遺伝子からのメッセンジャー RNA がレトロトランスポゾン (ゲノム内で移動できる遺伝要素の一種) によって DNA に逆転写されるときに発生します。得られた DNA 配列はゲノムに組み込まれますが、一般にイントロンと調節要素が欠如しているため、機能しなくなります。
2. 未処理の偽遺伝子: これらの偽遺伝子は通常、遺伝子重複イベントによって生じます。遺伝子が複製されると、時間の経過とともに 1 つのコピーに突然変異が蓄積され、機能的なタンパク質を生成する能力が失われる可能性があります。これらの変異には、コーディング領域の破壊、未熟終止コドンの導入、または調節領域に影響を与える欠失が含まれる可能性があります。

偽遺伝子はかつて、生物学的な意味を持たない「ジャンク DNA」と考えられていました。しかし、より最近の研究により、いくつかの偽遺伝子が依然としてさまざまな細胞プロセスで役割を果たしている可能性があることが明らかになりました。たとえば、それらは小さな調節 RNA を生成するためのテンプレートとして機能したり、近くの遺伝子の調節に関与したりする可能性があります。しかし、ほとんどの偽遺伝子は機能しておらず、タンパク質の生成に寄与しません。

偽遺伝子の臨床結果はさまざまであり、関与する偽遺伝子の特定の状況と機能に大きく依存します。ほとんどの偽遺伝子は臨床に直接的な影響を及ぼしませんが、一部の偽遺伝子は特定の疾患や状態に関連している可能性があります。偽遺伝子が臨床的な影響を与える可能性があるいくつかの方法を以下に示します。

1. 遺伝子検査への干渉: 場合によっては、偽遺伝子が機能遺伝子に非常によく似ており、特定の遺伝子の変異を検出することを目的とした遺伝子検査を妨害する可能性があります。 DNA の断片化は遺伝子の配列とその相同な偽遺伝子が混同される可能性があることを意味するため、この問題はショットガン シークエンシングに基づく大規模シークエンシング テストにおいて特に重要です。
2. 遺伝子発現への影響: 一部の偽遺伝子は、関連する機能遺伝子に対する分子の「競合」として機能する可能性があります。これは、それらが正常な機能的遺伝子発現を妨害する可能性があり、遺伝子調節に影響を及ぼし、がんなどの症状を引き起こす可能性があることを意味します。
3. 遺伝子調節: 一部の偽遺伝子は、他の遺伝子と相互作用する非コード RNA を生成することにより、遺伝子制御に役割を果たしている可能性があります。これは関連遺伝子の発現レベルに影響を与え、病気に影響を与える可能性があります。
4. 病気における役割: 場合によっては、特定の偽遺伝子が特定の病気や障害に関連付けられることがあります。たとえば、いくつかの偽遺伝子は薬剤耐性や神経障害に関与していることがわかっています。
5. 治療の可能性: 一部の偽遺伝子には、潜在的な治療用途がある可能性があります。

遺伝子変換は、機能遺伝子の DNA 配列を関連する偽遺伝子の配列によって置換または変更するプロセスです。この現象は重大な結果をもたらす可能性があり、場合によっては遺伝性疾患に関連する可能性があります。以下は、偽遺伝子遺伝子変換がどのように病気を引き起こす可能性があるかをまとめたものです。

1. 相同体と組換え: 偽遺伝子は、関連する機能遺伝子と配列類似性を共有することがよくあります。この類似性により、機能遺伝子配列と偽遺伝子の配列の間で組換えプロセスが発生する可能性があります。組換えは、異なる DNA 分子間で DNA のセグメントが交換され、新しい結合配列が作成されるプロセスです。
2. シーケンス交換: 組換え中に、偽遺伝子配列のセグメントが機能遺伝子に組み込まれることも、その逆も同様です。偽遺伝子の一部が機能遺伝子に挿入されると、遺伝子配列が破壊され、機能タンパク質をコードする能力に影響を与える可能性があります。一方、機能遺伝子の一部が偽遺伝子に挿入されると、後者は機能遺伝子により似た特性を獲得する可能性があります。
3. 式と機能への影響: 組換えにより機能遺伝子のコード構造が妨害されると、欠陥のあるタンパク質または機能しないタンパク質が生成される可能性があります。これは、その遺伝子によって調節される細胞機能または代謝経路に直接影響を与える可能性があります。さらに極端な場合には、組換えにより機能遺伝子が完全に不活化されることさえあります。
4. 関連する病気: 偽遺伝子遺伝子変換によって引き起こされる病気は、通常、必須遺伝子の機能喪失によって引き起こされます。影響を受けた遺伝子の機能によっては、さまざまな病気が引き起こされる可能性があります。たとえば、重要な酵素の生成に関与する遺伝子が遺伝子変換により不活性化されると、代謝障害が引き起こされる可能性があります。
5. 実際の例: 科学文献には、偽遺伝子の遺伝子変換によって引き起こされる病気の例があります。
8. 

SMN1 (生存運動ニューロン 1) および SMN2 (生存運動ニューロン 2) 遺伝子は、脊髄性筋萎縮症 (SMA) と呼ばれる重篤な神経筋遺伝性疾患に関連しています。 SMN1 と SMN2 の両方の遺伝子は、運動ニューロンの維持と機能に基本的な役割を果たす SMN (生存運動ニューロン) と呼ばれる同じ必須タンパク質をコードしています。 SMA のほとんどの症例は、SMN1 遺伝子の喪失または欠失によって引き起こされます。この喪失はSMNタンパク質の重度の不全を引き起こし、運動ニューロンの変性をもたらし、最終的には筋力低下やその他のこの疾患の特徴的な症状を引き起こします。

SMN2 は SMN1 に非常に似ていますが、DNA 塩基の 1 つに変更があります。 SMN2によって産生されるタンパク質は、SMN1によって産生されるタンパク質よりも機能性が低く（一部の機能は保持しているため、偽遺伝子にはなりませんが、ほぼ）、このため、SMN1の非存在下では運動ニューロンの生存を保証できません。しかし、SMN2によって産生されるSMNタンパク質の機能量がSMAの重症度に影響を与えるため、SMN2は疾患における役割を維持している。 SMN2によって産生されるSMNタンパク質がSMN1欠損を部分的に補うことができるため、SMN2のコピーが多い人は通常、病気の症状がより軽いです。

治療的アプローチ: SMN2 は SMA の重症度を調節する役割を果たすため、この疾患の治療では、SMN2 によって産生される SMN タンパク質の量を増やすことに焦点が当てられることがよくあります。