мини|323x323пкс| Графички приказ на типичниот човечки кариотип мини|300x300пкс| Човечка митохондријална ДНК Човечка генетска варијација е генетските разлики во и меѓу популациите. Може да постојат повеќе варијанти на кој било даден ген во човечката популација (алели), ситуација наречена полиморфизам.
Ниту еден човек не е генетски идентичен. Дури и монозиготните близнаци (кои се развиваат од еден зигот) имаат ретки генетски разлики поради мутациите што се случуваат за време на развојот и варијацијата на бројот на генски копии. Разликите помеѓу поединци, дури и тесно поврзани поединци, претставуваат клуч за техниките како што е генетското земање отпечатоци.
Човечкиот геном има вкупна должина од приближно 3,2 милијарди базни парови (bp) низ 46 хромозоми на ДНК, како и малку под 17.000 bp ДНК во клеточните митохондрии. Во 2015 година, типичната разлика помеѓу геномот на поединецот и наводниот геном била проценета на 20 милиони базни парови (или 0,6% од вкупниот број). Од 2017 година, имало вкупно 324 милиони познати варијанти од секвенционирани човечки геноми.
Споредбено кажано, луѓето се генетски хомоген вид. Иако мал број генетски варијанти се наоѓаат почесто во одредени географски региони или кај луѓе со потекло од тие региони, оваа варијација претставува мал дел (~ 15%) од варијабилноста на човечкиот геном. Поголемиот дел од варијации постои кај членовите на секоја човечка популација. За споредба, макаките резус покажуваат 2,5 пати поголема разновидност на ДНК секвенци во споредба со луѓето. Овие стапки се разликуваат во зависност од тоа кои макромолекули претставувале основа на анализа. Шимпанзата имаат поголема генетска варијанса од луѓето кога ја испитуваат јадрената ДНК, но луѓето имаат поголема генетска варијанса кога испитуваат на ниво на протеини.
Недостигот на дисконтинуитети во генетските растојанија помеѓу човечките популации, отсуството на дискретни гранки во човечкиот вид и впечатливата хомогеност на човечките суштества на глобално ниво, имплицира дека не постои научна основа за заклучување на раси или подвидови кај луѓето, а за повеќето особини, постои многу повеќе варијации во популациите отколку меѓу нив. И покрај ова, современите генетски проучувања откриле значителни просечни генетски разлики помеѓу човечката популација во особини како што се бојата на кожата, телесните димензии, варењето на лактозата и скробот, приспособување на висока надморска височина, одговорот на тоа како делува лекот, рецепторите за вкус и предиспозицијата за развој на одредени болести. Најголемата разновидност се наоѓа во и меѓу популациите во Африка, и постепено се намалува со зголемувањето на оддалеченоста од африканскиот континент, во согласност со теоријата за неодамнешно африканско потекло на современите луѓе.
Проучувањето на човековите генетски варијации има еволутивно значење и медицинска примена. Тоа може да им помогне на научниците да ги реконструираат и разберат моделите на мината човечка миграција. Во медицината, проучувањето на човечките генетски варијации може да биде важно бидејќи некои алели кои предизвикуваат болест се јавуваат почесто кај одредени групи на популација. На пример, мутацијата за српеста анемија почесто се наоѓа кај луѓе со потекло од одредени потсахарски африкански, јужноевропски, арапски и индиски популации, поради еволутивниот притисок од комарците кои носат маларија во овие региони.
Новите откритија покажуваат дека секој човек во просек има 60 нови мутации во споредба со неговите родители.
Причини за варијација Причините за разликите меѓу поединците вклучуваат независно подредување, размена на гени (вкрстување и рекомбинација) за време на репродукцијата (преку мејоза) и разни мутациски настани.
Постојат најмалку три причини зошто постојат генетски варијации помеѓу популациите. Природната селекција може да им даде адаптивна предност на поединците во специфично опкружување доколку алелот обезбедува конкурентска предност. Алелите под селекција веројатно ќе се појават единствено во оние географски региони каде што даваат предност. Втор важен процес претставува генетското поместување, кој претставува ефект на случајни промени во генскиот базен, во услови кога повеќето мутации се неутрални (односно, тие не изгледаат како позитивно или негативно селективно влијание врз организмот). Малите мигрантски популации имаат статистички разлики – наречени основачки ефект – од целокупните популации од каде што потекнуваат; кога овие мигранти населуваат нови области, нивното потомство обично се разликува од нивното потекло: различни гени доминираат и таа е помалку генетски разновидна.
Кај луѓето, главната причина претставува генетското поместување. Ефектите на сериски основачи и малата големина на популацијата во минатото (зголемување на веројатноста за генетското поместување) можеби имале важно влијание во неутралните разлики меѓу популациите. Втората главна причина за генетска варијација се должи на високиот степен на неутралност на повеќето мутации. Мал, но значителен број гени се смета дека биле подложени на неодамнешна природна селекција, и овие селективни притисоци понекогаш се специфични за еден регион.
Мерки на варијација Генетските варијации меѓу луѓето се јавуваат на многу размери, од груби промени во човечкиот кариотип до промени на еден нуклеотид. Хромозомските аберации биле откриени кај 1 од 160 живи човечки раѓања. Освен нарушувања на половите хромозоми, повеќето случаи на анеуплоидија резултираат со смрт на фетусот во развој ( спонтан абортус); најчестите екстра автосомни хромозоми меѓу живородените се 21, 18 и 13.
Разновидноста на нуклеотидите е просечна пропорција на нуклеотиди кои се разликуваат помеѓу две индивидуи. Од 2004 година, разновидноста на човечките нуклеотиди се проценува на 0,1% до 0,4% кај базните парови. Во 2015 година, Проектот „1000 геноми“, кој секвенционирал 1000 индивидуи од 26 човечки популации, открил дека „типичниот [индивидуален] геном се разликува од наводниот човечки геном со 4,1 до 5,0 милиони местоположби… што влијае на 20 милиони бази на секвенца“; последната бројка одговара на 0,6% од вкупниот број на базни парови. Речиси сите (>99,9%) од овие места се мали разлики, или полиморфизми на единечни нуклеотиди или кратки вметнувања или бришења (индели) во генетската секвенца, но структурните варијации претставуваат поголем број на базни парови од SNPs и инделите.
Од 2017 година, Базата на податоци за еден нуклеотиден полиморфизам (dbSNP), која ги наведува SNP и други варијанти, наведла 324 милиони варијанти пронајдени во секвенционирани човечки геноми.
Еднонуклеотидни полиморфизми мини|ДНК молекулата 1 се разликува од молекулата на ДНК 2 на место со еден базен пар (C/T полиморфизам). Еднонуклеотиден полиморфизам (SNP) претставува разлика во еден нуклеотид помеѓу членовите на еден вид што се јавува кај најмалку 1% од популацијата. 2.504 индивидуи карактеризирани со проектот “1000 геноми“ поседувале 84,7 милиони SNP меѓу нив. SNP се најчестиот тип на варијации на низата, проценети во 1998 година дека сочинуваат 90% од сите варијанти на низата. Други варијации на низата се размена на една база, бришења и вметнувања. SNP се појавуваат во просек на секои 100 до 300 бази и така се главниот извор на хетерогеност.
Како функционална или несинонимна, SNP е онаа која влијае на некој фактор како што е спојувањето на гените или информациска РНК, и така предизвикува фенотипска разлика помеѓу членовите на видот. Околу 3% до 5% од човечките SNP се функционални. Неутралните или синонимните SNP сè уште се корисни како генетски маркери во студиите за асоцијација на широк геном, поради нивниот огромен број и стабилното наследување со генерации.
Кодирачкиот SNP е оној кој се појавува во генот. Постојат 105 човечки навоедени SNP кои резултираат со предвремени стоп-кодони во 103 гени. Ова одговара на 0,5% од кодираните SNP. Тие се јавуваат поради сегментално дуплирање во геномот. Овие SNP резултираат со губење на протеини, но сепак сите овие SNP алели се вообичаени и не се прочистуваат во негативна селекција.
Структурна варијација Структурна варијација претставува варијација во структурата на хромозомот на организмот. Структурните варијации, како што се варијациите и бришењата на бројот на копии, инверзии, вметнувања и дупликации, се одговорни за многу повеќе човечки генетски варијации отколку разновидноста на еден нуклеотид. Ова било заклучено во 2007 година од анализата на диплоидните целосни секвенци на геномите на двајца луѓе: Крег Вентер и Џејмс Д. Вотсон. Ова се додало на двете хаплоидни секвенци кои биле споени со секвенци од многу поединци, објавени од Проектот за човечки геном и Celera Genomics соодветно.
Според проектот „1000 геноми“, типичен човек има 2.100 до 2.500 структурни варијации, кои вклучуваат приближно 1.000 големи бришења, 160 варијанти на број на копии, 915 вметнувања Alu, 128 вметнувања L1, 51 вметнувања SVA, 4 NUM10 вметнувања.
Варијација на бројот на копии Варијација на бројот на копии (CNV) претставува разлика во геномот поради бришење или дуплирање на големи области на дезоксирибонуклеинската киселина на некој хромозом. Се проценува дека 0,4% од геномите на неповрзани луѓе се разликуваат во однос на бројот на копии. Кога е вклучена варијацијата на бројот на копии, генетската варијација од човек до човек се проценува дека изнесува најмалку 0,5% (99,5% сличност). Варијациите на бројот на копии се наследени, но може да се појават и за време на развојот.
Визуелна мапа со региони со висока геномска варијација на современото-човечко референтно собрание во однос на неандерталецот од 50k е изградена од Пратас и неговите соработници
Епигенетика Епигенетската варијација претставува варијација во хемиските ознаки кои се прикачуваат на ДНК и влијаат на тоа како гените се читаат. Ознаките, „наречени епигенетски ознаки, делуваат како прекинувачи кои контролираат како може да се читаат гените“. Кај некои алели, епигенетската состојба на дезоксирибонуклеинската киселина и поврзаниот фенотип, може да се наследат низ генерации на поединци.
Генетска варијабилност Генетската варијабилност претставува мерка за тенденцијата на поединечните генотипови кај населението да се разликуваат (да станат различни) едно од друго. Варијабилноста е различна од генетската разновидност, што е количината на варијација забележана кај одредена популација. Варијабилноста на една карактеристика е колку таа особина има тенденција да варира како одговор на еколошките и генетските влијанија.
Клинови Во биологијата, клинот претставува континум од видови, популации, сорти или форми на организми кои покажуваат постепени фенотипски и/или генетски разлики во географска област, обично како резултат на хетерогеноста на животната средина. Во научното проучување на човечката генетска варијација, генската клина може ригорозно да се дефинира и да биде подложена на квантитативна метрика.
Хаплогрупи Во проучувањето на молекуларната еволуција, хаплогрупата претставува група на слични хаплотипови кои делат заеднички предок со мутација на еден нуклеотиден полиморфизам (SNP). Проучувањето за хаплогрупите дава информации за потеклото на предците кое датира илјадници години.
Најчесто проучуваните човечки хаплогрупи се хромозомите на Y-хромозомот (Y-ДНК) и хаплогрупите на митохондриската ДНК (мтДНК), од кои и двете може да се користат за дефинирање на генетските популации. Y-ДНК се пренесува исклучиво по патрилинеалната линија, од татко на син, додека мтДНК се пренесува по матрилинеалната линија, од мајка и на ќерката или на синот. Y-ДНК и мтДНК може да се менуваат по случајна мутација во секоја генерација.
Повторување на тандем со променливи броеви