Vad är genomik?

Lär dig mer om:

Vad är DNA?
Vad är en gen?
Vad är ett genom?
Kartläggning av genom med DNA-sekvensering
Helgenomsekvensering – steg för steg
Vad är precisionsmedicin?

Vad är DNA?

DNA, eller deoxyribonukleinsyra, är det kemiska ämne som bär den genetiska informationen, även kallad arvsmassa. Informationen i DNA sparas som en kod som består av fyra olika byggstenar, kemiska baser; adenin (A), thymin (T), cytosin (C) och guanin (G). Ordningen, eller sekvensen, av dessa baser utgör en instruktion för att bygga och upprätthålla en organism, som människan. Detta liknar sättet som bokstäver i alfabetet förekommer i en viss ordning för att bilda ord och meningar.

Vi bär alla olika genetiska varianter i DNA som skiljer mellan människor. Varianter kan antingen ärvas från en förälder, och finns då i alla celler i kroppen, eller uppstå någon gång under en persons liv, och finns då endast i vissa celler. Vanliga genetiska varianter ger upphov till helt normala skillnader mellan människor som till exempel ögonfärg, hårfärg och blodtyp. Detta skiljer mot sjukdomsassocierade varianter som bland annat orsakar sällsynta ärftliga sjukdomar eller är involverade i utveckling av cancer.

Vad är en gen?

En gen är den grundläggande fysiska och funktionella enheten för ärftlighet. Gener består av DNA. Människan har mellan 20 000-22 000 gener. Varje individ har två kopior av varje gen, en som ärvs från mamman och en från pappan.

De flesta gener har instruktioner för att göra molekyler som kallas proteiner. Proteiner behövs för alla funktioner i vår kropp. Avsaknad av ett protein eller ett protein som fått en förändrad funktion på grund av en sjukdomsassocierad genvariant kan leda till sjukdom.

Vad är ett genom?

Ett genom är hela arvsmassan, samtliga gener, hos en levande organism. Genomet innehåller all den information som behövs för att bygga upp och upprätthålla organismen. I människor finns, i alla celler som har en kärna, en kopia av hela genomet från vardera föräldern, alltså två uppsättningar av 3 miljarder DNA baspar. Studie av hela arvsmassan, genomet, kallas genomik.

Kartläggning av genom med DNA-sekvensering

DNA-sekvensering är processen för att läsa av ordningen av baserna i DNA-sekvensen. Den tidiga DNA-sekvenseringen var arbetskrävande och långsam och det tog därför flera år att sekvensera endast en mindre del av genomet. Idag kan man läsa ett helt genom på mindre än ett dygn och till en betydligt lägre kostnad. Detta har möjliggjort att den här nya tekniken kan användas i sjukvården.

Moderna sekvenseringsteknologier bygger på en teknologi som kallas next-generation sequencing (NGS) eller massiv parallell sekvensering (MPS).

Sekvenseringstekniken används till exempel i sjukvården idag vid diagnostik av sällsynta diagnoser och cancer, men även för att hitta genetiska avvikelser hos ett foster, det så kallade NIPT testet (Non-Invasive Prenatal Testing). Med ett enkelt blodprov från den gravida kvinnan kan man ersätta fostervattensprovet och minska risken för missfall.

Helgenomsekvensering – steg för steg

1. Prov från patienten
   Ett prov, så som blod, tas från patienten. Patientens DNA-molekyler delas upp i många små fragment, ungefär 300 baspar långa.
2. Sekvensering
   DNA-fragmenten placeras i ett sekvenseringsinstrument, som läser DNA bokstav för bokstav i ändarna av alla fragment. Tack vare den stora mängden fragment kommer till slut hela genomet att vara kartlagt.
3. Bioinformatik
   Med hjälp av kraftfulla datorer, och bioinformatiker, kan den omfattande mängden data som genereras kontrolleras och filtreras. Genomsekvensen återskapas utifrån alla fragment och jämförs med ett referensgenom av människans DNA för att identifiera varianter, det vill säga avvikelser från referensgenomet.
4. Analys
   Ett team av forskare och kliniska genetiker arbetar tillsammans för att gå igenom de varianter som hittats i patientens DNA-sekvens. De använder olika verktyg och resurser beroende på den kliniska frågeställningen så som: genetiska databaser, forskning och litteratur, statistik och modellering, och hälsoinformation (så kallade fenotypiska data) om patienten.
5. Resultat
   En rapport som beskriver fynden av helgenomsekvenseringen produceras. Den skickas till patientens kliniska team och används för att bestämma vård och behandling.

Några möjliga utfall är:

• • Fastställa diagnos
  • Identifiera möjliga behandlingar
  • Remiss till relevant klinisk studie
  • Inget resultat (dock kan nya resultat komma fram i senare forskning som stödjer diagnos)