İnsan Genom Projesinde Yararlı Notlar (diyagramla açıklanmıştır)

İnsan Genom Projesinde Yararlı Notlar!

İnsan Genom Projesi, insanın en iddialı ve heyecan verici bilimsel girişimidir. İnsan genom projesi, Ulusal Sağlık Enstitüsü ve ABD Deptt. enerjinin. ABD'de, bu projede 1990 yılında, 15 yıl içinde komple kromozom setinin haritalandırılması ve sıralanması kararlılığıyla başladı.

'İnsan genomunun organizasyonu, yapısı ve fonksiyonu hakkında tam bilgi edinmek - her birimizin ana planı - İnsan Genom Projesinin geniş amacıdır.' İnsan genomunda üç milyar baz çiftinin hedefi ile dizilip 1990-100.000 yılları arasında analiz edilmiştir.

Genomdaki birçok sekans oldukça tekrarlayıcıdır ve bariz bir fonksiyonu yoktur. Bu toplam DNA'nın yaklaşık% 50'sidir. Yukarıda görüldüğü gibi, küçük bir iş ve emek değil ve aynı zamanda akıllıca sinir bozucu maliyeti. Bu iddialı bir proje.

Bu projenin çalışmaları üç adımda gerçekleştirilecektir:

(i) Haritalama

(ii) Sıralama

(iii) İşlevsel analiz

İnsan genetiğinin haritalandırılması, aşağıdaki nedenlerden dolayı zordur:

(i) Etik sebepler

(ii) Üreme döngüsünün uzunluğu sadece 15-16 yıldır.

(iii) Kontrollü üremeye devam edememe.

Haritalama için kullanılan stratejilerin düzenli görünümü, sıralama için kapsamlı otomasyon ve daha yeni teknikler bilim insanlarının bu hedefe ulaşmalarına yardımcı olabilir.

Donnis Keller ve diğ. (1987) insan genomunun ilk RFLP haritasını tanımladı. RFLP lokuslarını ortalama 10 santimorgans (cM) aralığına sahip olarak tanımladı. G. Craig Venter ve diğ. (1990), her seferinde bir baz kromozomal DNA dizilimini “İnsan Genom Projesi” almak yerine, mRNA moleküllerini izole etmiş, bu RNA moleküllerini DNA dizi etiketlerine veya EST'lere kopyalamışlardır.

1990-1992 yılları arasında 8000'den fazla gen tespit ettiler. Dr. Venter, Gaitherburg, Maryland Genomik Araştırma Enstitüsü'ndeki 70 bilim adamıyla birlikte haftada 2000-3000 insan geninin dizisini belirlemeyi bekliyor.

Tüm insan kromozomlarının fiziksel haritaları 1994 yılına kadar tamamlandı. EST, tüm geni izole etmek için kullanılabilir. EST ile bol miktarda nükleotit sekansı veritabanı hazırlanmıştır. İnsan genomunun ön transkript haritasının yapımını kolaylaştırmıştır.

EST'ler sadece ifade edilen genleri temsil eder. EST'ler cDNA klonlarıdır. Nükleotit sekans veri bankası (Gen bankası) ve protein sekans veri tabanı (Protein Bilgi Kaynağı) kullanılarak EST'ler, bilgisayar programları yardımıyla mevcut sekanslarla ve atanmış genlerle eşleştirilebilir.

Venter ayrıca, rastgele DNA'yı parçalara ayırmayı ve parçaları vektörlere klonlamayı içeren 'bütün genom shot gun stratejisini' geliştirdi. En küçük genom olan Mycoplasma genitalium ve Haemophilus influenza Rd proteinlerinin tamamen bilinmeyen fonksiyonları olan üç boyutlu yapıları, yapısal genomik projesinin bir parçası olarak belirlenmiştir.

Bu çaba, protein işlevsel atamasına yardımcı olmada yapısal bilginin kullanımını araştırmaktadır. Craig Venter, Maryland'de (ABD) “Genomik Araştırma Enstitüsü'nü (TIGR)” kurdu. Burada birkaç bakteri dizildi.

Varsayımlı proteinlerin yapıları, protein işlevini bilme çalışmalarına rehberlik etmek için kullanılmaktadır. Bu zamana göre belirlenen 25'ten fazla yapıyla, sonuçlar bir düzeyde fonksiyonel anlayışı bilmek için oldukça cesaret vericidir.

İnsan DNA dizisinin 2003 yılında tamamlanması, Watson ve Crick'in DNA'nın yapısını tanımlamasının 50. yıldönümü ile aynı zamana denk geldi. İnsan Genom Projesi hızlandırılmış ilerleme ile işaretlendi. 2000 yılında insan genomunun kaba taslağı tamamlanmıştır.

Şubat 2001'de 'Bilim ve Doğa' çalışma taslağı dizisini ve insan genomunun analizini yayınladı. Bilim adamları ilk önce uzun kromozlardan oluşan bir seri halinde düzenlenen her bir kromozomdan elde edilen klonlarla birlikte insan genomunun fiziksel bir haritasını çıkardılar.

Klonların çoğu 100, 0000 bp uzunluğundan fazla olduğundan ve mevcut teknikler sadece 600 - 750 bp sekansı çözebilir, her sekans fragmanlar halinde sekanslanır.

Av tüfeği yaklaşımı ve ardından tüm klonun bilgisayarlı üst üste binme tanımlaması yoluyla birleştirilmesi kullanılarak dizili DNA, tüm genomun veri tabanı kaplamasında temin edilmiştir. Celera Corporation'daki J. Craig Venter (1997), genomun fiziksel haritasının birleştirilmesi basamağını ortadan kaldıran, bütün genomlu tüfek sıralaması adı verilen farklı stratejiyi kullandı.

Bilim adamları genom boyunca DNA parçalarını rastgele dizdiler. Yıllardır eski tahminlere göre, insan 3.2 x 106 bp'de yaklaşık 100.000 gen barındırmaktadır. Ancak genom dizisi, sadece 20.000 ila 25.000 gen olduğunu ortaya koydu. İnsanlar nispeten yakın zamanda evrimleşmiş olsalar da, insan genomu çok eskidir.

İnsan genomunun birkaç ilginç özelliği şunlardır:

(i) 3, 2 milyardan fazla baz çifti vardır.

(ii) İnsan genomunun 20, 000 ila 25, 000 gen olduğu ve insan DNA'sını oluşturan 3 milyar kimyasal baz çiftinin dizilerini belirlediği tahmin edilmektedir.

(iii) İnsan nüfusu içinde, tek nükleotid polimorfizmleri (SNP'ler) adı verilen milyonlarca tek baz farklılık vardır. Her insan bir diğerinden her 1000 bp'de yaklaşık 1 bp farklıdır.

(iv) İnsan genomu, gen çölleri adı verilen, gen zayıf bölgeleriyle ayrılan gen bakımından zengin bölgeleri taşır.

(v) Genomumuzun yaklaşık% 45'i transpozonlardan oluşmaktadır.

(vi) Genomun sadece yüzde 2'si proteinleri kodlar.

(vii) Veri analizi için araçları geliştirmek.

(viii) İlgili teknolojinin sanayiler gibi sektörlere kullanılması.

(ix) HGP nedeniyle ortaya çıkabilecek etik, yasal ve sosyal sorunları (ELSI) ele alınız.

(x) İnsan genomu 3164.7 milyon nükleotid baz içerir. Bilinen en büyük insan geni, ortalama gen yaklaşık 3000 baza sahip olan 2.4 milyon baz taşıyan distrofindir. Keşfedilen genlerin yüzde 50'sinin işlevleri henüz bulunamamıştır.

(xi) Nükleotit bazlarının yaklaşık yüzde 99, 9'u tüm insanlarda tamamen benzerdir. Önceden tahmin edilen toplam gen sayısının 80.000 ila 1, 40.000 olduğu, ancak şimdi sayısının 30.000 olduğu söyleniyor.

(xii) Büyük miktarda insan genomu tekrarlanan dizilerden oluşur.

(xiii) Kromozom 1, maksimum gen taşıyor (2968), Y kromozomu en düşük seviyede (231).

Şekil 6.68. İnsan genomunun anlık görüntüsü

İnsan genomu araştırmasına birçok ülkenin laboratuvarları ve araştırma grupları katılmaktadır. Tüm bu kaynaklardan toplanan veriler kullanılmalı ve bütünleştirilmelidir. İnsan Genom Projesinin dikkat çekici iki katkısı, Fransa'daki Centre d'Etudes Polimorfizm Humaine (CEPH) ve Genethon'dur (insan genetiği fabrikası).