1-я хромосома человека

1-я хромосо́ма челове́ка — самая большая из хромосом человека, одна из 46 хромосом человека, одна из аутосом человека. Хромосома содержит более 248 млн пар оснований, что составляет примерно 8 % всего материала ДНК человеческой клетки.

В настоящее время считается, что на 1-й хромосоме находятся 4505 генов, что выше ранее сделанных прогнозов относительно количества генов, которые основывались на размерах хромосомы.

Согласно цитогенетической классификации хромосома 1 относится к хромосомам группы А, что значит, что эта хромосома принадлежит к группе самых крупных хромосом человека и является метацентриком, то есть обладает плечами (p- и q-) примерно равной длины. Хромосома 1 обладает большим гетерохроматиновым участком, который включает два центромерных бэнда 1p11 и 1q11, а также прицентромерный бэнд 1q12, вместе составляющих порядка 5 % длины хромосомы 1.

Хромосома 1 содержит меньше повторяющихся диспергированных последовательностей, чем в среднем по человеческому геному (32,49 % против 45 % соответственно). Эта разница в основном обусловлена меньшим содержанием длинных диспергированных ядерных элементов (LINEs — long interspersed nuclear elements), которых в хромосоме 1 содержится 11,34 % от всей длины хромосомы, в то время как в среднем человеческий геном содержит около 20 % LINE-последовательностей.

Работа по определению последовательности нуклеотидов 1-й хромосомы координировалась институтом Сенгера, она была получена и опубликована последней в рамках проекта «Геном человека» спустя два десятилетия после его начала.

Расшифровка последовательности 
Несмотря на длительные работы по расшифровке нуклеотидной последовательности 1-ой хромосомы в рамках проекта «Геном человека», пока остаются не расшифрованными концевые последовательности. Расшифрованную часть, длина которой составляет 248 956 422 пар оснований, можно найти на сайте GenBank.

Гены 
Хромосома 1 имеет среднюю плотность генов около 14.2 генов на 1 млн пар оснований, что почти вдвое выше, чем средний показатель по геному человека (7.8 генов на 1 млн пар оснований). Таким образом, хромосома 1 является одной из наиболее богатых генами хромосом человека.

Хромосома 1 содержит несколько кластеров генов, кодирующих функционально и/или структурно связанные транскрипты. Наиболее значимым является кластер генов эпидермальной дифференцировки, занимающий 2.5 млн пар оснований в бэнде 1q21. Этот кластер содержит 14 генов, специфически экспрессирующихся во время зависимой от кальция дифференцировки кератиноцитов, и 13 дополнительных генов, принадлежащих к S100 семейству кальций-связывающих белков.

На хромосоме 1 находятся два кластера генов канонических гистонов: в бэнде 1q21 находится кластер HIST2, содержащий 6 гистоновых генов, а в бэнде 1q42 находится кластер HIST3, состоящий из трёх генов.

На q-плече в бэндах 1q22-q23 находится кластер генов, кодирующих CD1 антигены (CD1A — CD1E), также на этом плече в бэндах 1q23-q25 находится кластер генов, кодирующих флавин-содержащие монооксигеназы (FM01 — FM05).

На p-плече наиболее значимыми кластерами являются кластер генов, кодирующих амилазы (AMY1A — AMY1C, AMY2A, AMY2AB), который находится в бэнде 1p21, кластер генов коннексинов (GJA4, GJA10, GJB3 — GJB5) в бэнде 1p34-p35.1, а также кластер генов глутатион-S-трансфераз (GSTM1 — GSTM5) в бэнде 1p13.3.

Ниже перечислены некоторые гены, расположенные на 1-й хромосоме.

Плечо p 
 ACADM (1p31.1) — Ацил-КоА-дегидрогеназа жирных кислот со средней длиной цепи (MCAD)
 ANGPTL3 (1p31.3) — белок семейства ангиопоэтин-подобных белков;
 ANGPTL7 (1p36.22) — белок семейства ангиопоэтин-подобных белков;
 CASP9 (1p36.21) — каспаза 9, медиатор апоптоза;
 CD2 (1p13.1) — мембранный белок, молекула межклеточной адгезии;
 CD53 (1p13.3) — антиген CD53, или тетраспанин 25;
 COL11A1 (1p21.1) — α1-цепь коллагена типа XI;
 CPT2 (1p32.3) — карнитинпальмитоилтрансфераза 2;
 CLCN6 (1p36.22) — хлоридный канал 6;
 DAB1 (1p32.2) — гомолог 1 гена disabled ;
  (1p21.2) — разветвлённая трансацилаза E2 дигидролипоамида;
 DIRAS3 (1p31.3) — RAS-подобный ГТФ-связывающий белок 3 семейства DIRAS;
 ENO1 (1p36.23) — α-энолаза, или энолаза 1;
 ESPN (1p36.31) — эспин;
 GALE (1p36.11) — УДФ-галактозо-4-эпимераза;
 GJB3 (1p34.3) — β3-субъединица щелевого контакта 31 кДа, или коннексин 31;
 HMGCL (1p36.11) — 3-гидроксиметил-3-метилглутарил-КоА-лиаза;
 HSD3B1 (1p12) — 3β-гидрокси-Δ5-стероид-дегидрогеназа и стероид-Δ-изомераза 1;
 HSD3B2 (1p12) — 3β-гидрокси-Δ5-стероид-дегидрогеназа и стероид-Δ-изомераза 2;
 KCNQ4 (1p34.2) — α-субъединица потенциал-зависимого калиевого канала , член 4 подсемейства KQT-подобных;
 KIF1B (1p36.22) — член 1B семейства кинезинов;
 LIN28A (1p36.11) — гомолог A гена lin-28 ;
 LRP8 (1p32.3) — рецептор липопротеинов низкой плотности 8, рецептор аполипопротеина E;
 MFN2 (1p36.22) — митофузин 2;
 MTHFR (1p36.22) — 5,10-метилентетрагидрофолат-редуктаза;
 MUTYH (1p34.1) — гомолог гена mutY ;
 NCDN (1p34.3) — нейрохондрин;
 NGF (1p13.2) — β-субъединица фактора роста нервов;
 PARK7 (1p36.23) — ассоциированный с болезнью Паркинсона аутосомно-рецессивного типа с ранним проявлением ген 7;
 PCSK9 (1p32.3) — гидролаза семейства пропротеиновых конвертаз;
 PDE4B (1p31.3) — фосфодиэстераза 4B;
 PINK1 (1p36.12) — PTEN-индуцируемая киназа 1;
 PLOD1 (1p36.22) — проколлаген-лизин 1, или 2-оксоглютарат-5-диоксигеназа 1;
 PTPRF (1p34.2) — рецептор-подобная белковая тирозиновая фосфатаза F;
 ROR1 (1p31.3) — трансмембранная рецепторная протеинтирозинкиназа ROR1;
 RPE65 (1p31.3) — фермент клеток сетчатки глаза;
 SDC3 (1p35.2) — мембранный белок, протеогликан семейства синдеканов;
 SESN2 (1p35.3) — белок семейства сестринов;
 STMN1 (1p36.11) — статмин 1;
 TNFRSF4 (1p36.33) — рецептор надсемейства рецепторов факторов некроза опухоли (OX40; CD134);
 TNFRSF14 (1p36.32) — рецептор надсемейства рецепторов факторов некроза опухоли;
 TNFRSF18 (1p36.33) — рецептор надсемейства рецепторов факторов некроза опухоли;
 TSHB (1p13.2) — β-субъединица тиреотропного гормона;
 UBIAD1 (1p36.22) — пренилтрансферазный домен-содержащий белок;
 UROD (1p34.1) — уропорфириногендекарбоксилаза.

Плечо q 
 AGT (1q42.2) — ангиотензиноген;
 AIM2 (1q23.1—q23.2) — цитокин;
 APOA2 (1q23.3) — аполипопротеин A-II;
 ARNT (1q21.3) — ядерный транслокатор рецептора ароматических углеводородов (AHR)
 AQP10 (1q21.3) — водный канал группы аквапоринов
 ASPM (1q31.3) — ассоциированный с микроцефалией гомолог гена asp ;
 CD34 (1q32.2) — молекула адгезии стволовых клеток;
 CD46 (1q32.2) — ингибирующий рецептор комплемента;
 CRB1 (1q31.3) — гомолог 1 гена crumbs ;
 CRP (1q23.2) — C-реактивный белок;
 DDR2 (1q23.3) — мембранный белок, рецепторная тирозинкиназа;
 DISC1 (1q42.2) — «нарушаемый при шизофрении» ген 1;
 F5 (1q24.2) — коагуляционный фактор V, или проакцелерин, или лабильный фактор;
 FMO3 (1q24.3) — флавин-содержащая монооксигеназа 3;
 GBA (1q22) — кислая β-глюкозидаза; ассоциирован с болезнью Паркинсона;
 GLUL (1q25.3) — глутаминсинтетаза;
 HFE2A (1q21.1) — ассоциированный с ювенильным гемохроматозом II типа ген 2, или гемоювелин;
 HPC1 (1q25.3) — ассоциированный с наследственным раком предстательной железы ген 1;
 HSD11B1 (1q32.2) — 11-β-гидроксистероиддегидрогеназа типа 1;
 IRF6 (1q32.2) — интерферон-регулирующий фактор 6;
 ITGA10 (1q21.1) — гликопротеин из надсемейства интегринов (альфа-10);
 LAMB3 (1q32.2) — β3-цепочка ламининов;
 LMNA (1q22) — ламин A и ламин C;
 LYST (1q42.3) — регулятор лизосомального транспорта;
 MPZ (1q23.3) — основной белок миелина;
 MTR (1q43) — 5-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин-метилтрансфераза (метионин-синтетаза);
 MUC1 (1q22) — муцин, протективный белок поверхности эпителиальных клеток;
 MYOC (1q24.3) — миоцилин, или белок, индуцирующий глюкокортикоидный ответ трабекулярной сети;
 NCF2 (1q25.3) — цитозольный фактор нейтрофилов 2;
 NGFR (17q21.33) — рецептор фактора роста нервов;
 NID1 (1q42.3) — нидоген 1;
 NLRP3 (1q44) — криопирин;
 NOS1AP (1q23.3) — адаптерный белок нейрональной NO-синтазы;
 NTRK1 (1q23.1) — нейротрофная рецепторная тирозинкиназа 1;
 PLXNA2 (1q32.2) — плексин A2;
 PPOX (1q23.3) — протопорфириноген-оксидаза;
 PROX1 (1q32.3) — гомеобоксный транскрипционный фактор Просперо 1, маркер эндотелиальных клеток лимфатических сосудов;
 PTPRC (1q31.3-q32.1) — тирозиновая протеинфосфатаза С рецепторного типа (CD45);
 PSEN2 (1q42.13) — пресенилин 2;
 RGS4 (1q23.3) — регулятор активности G-белков;
 SELE (1q24.2) — E-селектин;
 SELL (1q24.2) — L-селектин;
 SELP (1q24.2) — P-селектин;
 SDHB (1p36.13) — субъединица B сукцинатдегидрогеназы;
 SHC1 (1q21.3) — адаптерный белок сигнального каскада факторов роста;
 SLAMF1 (1q23.3) — рецептор лимфоцитов (CD150).
 TNFSF4 (1q25.1) — цитокин семейства факторов некроза опухоли (OX40L);
 TNNT2 (1q32.1) — сердечный тропонин T, тип 2;
 USH2A (1q41) — ген, ассоциированный с синдромом Ашера 2A.

Болезни и расстройства 
Известно около 350 генетических заболеваний, связанных с хромосомой 1; перестройки и мутации в этой хромосоме приводят к раку и многим другим заболеваниям.  Ниже перечислены некоторые заболевания, связанные с генами 1-й хромосомы:

  аутосомно-рецессивного типа 36 и аутосомно-доминантного типа 2 — ESPN и KCNQ4;
 болезнь Альцгеймера — PSEN2;
 болезнь Гоше типов I, II и III — GBA;
 болезнь мочи с запахом кленового сиропа типа 2 — CPT2;
 болезнь Паркинсона — GBA, PARK7 и PINK1;
 гипергомоцистеинемия — MTHFR;
 болезнь Шарко — Мари — Тута типов 1B, 2A и 2B1 — MPZ, KIF1B и LMNA;
  — PPOX;
 врождённый гипотиреоз — TSHB;
 галактоземия типа 3 — GALE;
 гемохроматоз типа 2A — HFE2;
  — UROD;
 гипертрофическая кардиомиопатия типа 2 — TNNT2;
 глаукома — GLC1A;
 ;
  — HMGCL;
  — CPT2;
  — ACADM;
 дистрофия роговицы Шнайдера — UBIAD1;
 желатинозная каплевидная дистрофия роговицы — TACSTD2;
  — COL11A1;
 первичная аутосомно-рецессивная микроцефалия — ASPM;
  — UROD;
 рак молочной железы;
 рак предстательной железы — HPC1;
  — MUTYH;
 синдром Ашера типа II (2A) — USH2A;
  — IRF6;
  — CIAS1;
  — COL11A1;
  — IRF6;
 синдром Стиклера типа COL11A1 — COL11A1;
 синдром Хатчинсона — Гилфорда — LMNA;
 синдром Элерса — Данлоса кифосколиозного типа — PLOD1;
 триметиламинурия — FMO3;
  — F5;
  — . Код МКБ D69.6. У больных обнаруживаются мутации в гене MPL в гомозиготном или компаунд гетерозиготном состоянии. Ген MPL локализован на первой хромосоме в локусе 1p34 и содержит 12 экзонов.
 феохромоцитома — SDHB.

Примечания 

01