Genomimuutokset

Genomimuutokset ovat muutoksia genomin DNA:n järjestyksessä tai rakenteessa. Ne voivat olla periytyviä (germline), jolloin ne siirtyvät jälkeläisille, tai solu- ja kudostasolla tapahtuvia (somatic) muutoksia, jotka esiintyvät vain yksittäisessä solukossa tai kudoksessa. Genomimuutokset voivat ilmetä pieninä yksittäisinä muutoksina tai suurempina rakenteellisina muutoksina.

Tyypillisiä muutoksia ovat pienet yksittäiset nukleotidimuutokset (single nucleotide variants, SNVs), insertio- tai deleetio-muutokset (indelit) sekä suuremmat rakenteelliset muutokset kuten kopiokyoniin liittyvät muutokset (CNV), inversiot, translocationit ja duplicaatioita. Kromosomitasoihin liittyy usein aneuploidi. On tärkeää huomioida, ettei epigenetiset merkinnät, kuten DNA-metylaatio, muuta DNA:n järjestystä, mutta ne voivat vaikuttaa geenien ilmentymiseen.

Muodostumisen taustalla ovat usein DNA-replikaation virheet, vaurioituminen ja niiden korjausmekanismien virheellinen toiminta sekä ulkoiset tekijät kuten UV-säteily ja kemialliset aineet. Usein genomimuutokset vaikuttavat geeneihin tai niiden säätelyalueisiin, jolloin niiden vaikutukset voivat olla haitallisia, neutraaleja tai joskus hyödyllisiä kontekstista riippuen. Esimerkiksi syövässä osa somatisista mutaatioista ajaa solujen kasvua eteenpäin.

Tunnistus ja tutkimus perustuvat genomiseurantaan: koko-genomisekvensointi (WGS), eksomisekvensointi sekä rakenteellisten muutosten analyysit kuten CNV- ja karyotyyppianalyysit. Genomimuutoksia tarkastellaan sekä kliinisessä genetiikassa että tutkimuksessa. Keinotekoinen genomimuokkaus, kuten CRISPR, osoittaa, että genomimuutoksia voidaan suunnitelmallisesti muokata.