Naudingos pastabos apie žmogaus genomo projektą (paaiškinta diagrama)

Naudingos pastabos apie žmogaus genomo projektą!

Žmogaus genomo projektas yra ambicingiausias ir įdomiausias žmogiškasis žmogiškasis įsipareigojimas. Žmogaus genomo projektą administruoja Nacionalinis sveikatos institutas ir JAV deptt. of Energy. JAV šis projektas prasidėjo 1990 m., Ryžtingai, kad per 15 metų sukurtų ir sukonkretintų visą chromosomų rinkinį.

„Žinių apie žmogaus genomo organizavimą, struktūrą ir funkciją - kiekvieno iš mūsų pagrindinį projektą - įgijimas yra bendras Žmogaus genomo projekto tikslas.“ Tikslinant tris milijardus bazinių porų žmogaus genome, o iki 1990 m.

Daugelis genomų sekų yra labai pasikartojančios ir neturi aiškios funkcijos. Tai yra apie 50% visos DNR. Kaip matėme pirmiau, tai nėra nedidelis darbas, o taip pat kainuoja ir brangiai kainuoja. Tai ambicingas projektas.

Šio projekto tyrimai bus vykdomi trimis etapais:

i) Kartografavimas

ii) sekos nustatymas

iii) Funkcinė analizė

Žmogaus genetikos atvaizdavimas yra sunkus dėl šių priežasčių:

i) Etikos priežastys

ii) Veisimo ciklo trukmė yra tik 15–16 metų.

iii) nesugebėjimas vykdyti kontroliuojamo veisimo.

Reguliarus žemėlapių sudarymo strategijų vaizdas, plataus automatizavimo seka ir naujesni metodai gali padėti mokslininkams pasiekti tikslą.

Donnis Keller et.al. (1987) aprašė pirmąjį žmogaus genomo RFLP žemėlapį. Jis nustatė RFLP lokus, kurių vidutinis atstumas yra 10 centimorgans (cM). G. Craig Venter ir kt. (1990) vietoj to, kad „Žmogaus genomo projekto“ strategija, pagal kurią nustatoma viena chromosomų DNR bazė, būtų išskirti mRNR molekulės, kopijuoja šias RNR molekules į DNR sekos žymes arba EST.

Nuo 1990 m. Iki 1992 m. Jie nustatė daugiau kaip 8000 genų. Dr. Venter su savo 70 mokslininkų Genomo tyrimų institute, Gaitherburg, Merilandas tikisi nustatyti 2000–3000 žmogaus genų seką per savaitę.

Fiziniai visų žmogaus chromosomų žemėlapiai buvo baigti iki 1994 metų. EST gali būti naudojamas visam genui izoliuoti. Su EST buvo pateikta daug nukleotidų sekų duomenų bazių. Jis palengvino žmogaus genomo preliminaraus transkripto žemėlapio kūrimą.

EST reiškia tik išreikštus genus. EST yra cDNA klonai. Naudojant nukleotidų sekos duomenų banką (genų banką) ir baltymų sekos duomenų bazę (baltymų informacijos šaltinis), EST gali būti suderintos su esamomis sekomis ir priskirtais genais kompiuterių programų pagalba.

Venteras toliau sukūrė „visą genomo šautuvų strategiją“, kuri apima atsitiktinai DNR suskaidymą į segmentus ir fragmentų klonavimą į vektorius. Mažiausių genomo Mycoplasma genitalium ir Haemophilus influenzae Rd baltymų, turinčių visiškai nežinomų funkcijų, trimatės struktūros buvo nustatytos kaip struktūrinio genomikos projekto dalis.

Ši pastanga tiria struktūrinės informacijos panaudojimą, padedantį priskirti baltymų funkcinį priskyrimą. „Craig Venter“ įsteigė „Genomikos tyrimų institutą (TIGR)“ Maryland (JAV). Čia sekos kelios bakterijos.

Hipotetinių baltymų struktūros yra naudojamos tyrimams, skirtiems žinoti baltymų funkciją. Kadangi šiuo metu nustatoma daugiau nei 25 struktūros, rezultatai yra labai skatinami žinoti tam tikrą funkcinio supratimo lygį.

Žmogaus DNR sekos užbaigimas 2003 m. Sutapo su Watson ir Crick DNR struktūros aprašymo 50-mečiu. Žmogaus genomo projektas pasižymėjo pagreitinta pažanga. 2000 m. Buvo baigtas šiurkštus žmogaus genomo projektas.

2001 m. Vasario mėn. „Mokslas ir gamta“ paskelbė darbo genų seką ir analizę. Mokslininkai pirmą kartą sukūrė fizinį žmogaus genomo žemėlapį, kuriame klonai buvo gauti iš kiekvienos chromosomos, suskirstytos į ilgus vaikus.

Kadangi dauguma klonų yra daugiau nei 100, 0000 bp ilgio ir dabartiniai metodai gali išspręsti tik 600 - 750 bp sekos, kiekviena seka turi būti sekvenuojama sekcijose.

Naudojant fotografavimo ginklų metodą, po kurio visas klonas sumontuotas kompiuterizuotu sutapimų identifikavimu, sekos DNR buvo prieinama viso genomo duomenų bazėje. J. Craig Venter (1997) Celera korporacijoje pasinaudojo skirtinga strategija, vadinama viso genomo šautuvų seka, kuri pašalino fizinio genomo žemėlapio surinkimo etapą.

Mokslininkai suskirstė DNR fragmentus per genomą atsitiktinai. Dešimtmečių senumo duomenimis, žmogus turi apie 100 000 genų per 3, 2 X 10 ⁹ bp. Tačiau genomo seka parodė, kad yra tik 20 000–25 000 genų. Nors žmonės išsivystė palyginti neseniai, žmogaus genomas yra labai senas.

Keletas įdomių žmogaus genomo savybių yra:

(i) Yra daugiau nei 3, 2 mlrd. bazinių porų.

(ii) Apskaičiuota, kad žmogaus genomas turi 20 000–25 000 genų ir nustato 3 mlrd. cheminių bazių porų, sudarančių žmogaus DNR, sekas.

(iii) Žmonių populiacijoje yra milijonai atskirų bazinių skirtumų, vadinamų vieno nukleotido polimorfizmu (SNP). Kiekvienas žmogus skiriasi nuo kito apie 1 bp kas 1000 bp.

(iv) Žmogaus genomas turi genų turtingas vietas, atskirtas neturtingomis geno zonomis, vadinamomis genų dykumais.

(v) Apie 45% mūsų genomo sudaro transpozonai.

(vi) Tik 2 proc. genomo koduoja baltymus.

vii) tobulinti duomenų analizės priemones.

viii) atitinkamų technologijų naudojimas sektoriuose, pavyzdžiui, pramonės šakose.

ix) spręsti etinius, teisinius ir socialinius klausimus (ELSI), kurie gali atsirasti dėl HGP.

(x) Žmogaus genomas turi 3164, 7 mln. nukleotidų bazių. Didžiausias žinomas žmogaus genas yra dystrofinas, turintis 2, 4 mln. Bazių, vidutinis genas turi apie 3000 bazių. 50 procentų aptiktų genų funkcijos dar nerandamos.

(xi) Apie 99, 9 proc. nukleotidų bazių visuose žmonėse yra lygiai panašūs. Anksčiau apskaičiuotas bendras genų skaičius buvo 80 000 - 1, 40 000, tačiau dabar skaičius yra 30 000.

(xii) Didelį kiekį žmogaus genomo sudaro pakartotinės sekos.

(xiii) 1 chromosomoje yra maksimalūs genai (2968), o Y chromosoma yra mažiausia (231).

6.68 pav. Žmogaus genomo momentinė nuotrauka

Žmogaus genomo tyrimuose dalyvauja daugelio šalių laboratorijos ir mokslinių tyrimų grupės. Duomenys, surinkti iš visų šių šaltinių, turi būti naudojami ir integruoti. Du svarbūs Žmogaus genomo projekto dalyviai yra Prancūzijos „d'Etudes Polymorism Humaine“ (CEPH) ir Genetonas (žmogaus genetikos gamykla).