ملاحظات مفيدة حول مشروع الجينوم البشري (موضحة بالرسم البياني)

ملاحظات مفيدة على مشروع الجينوم البشري!

مشروع الجينوم البشري هو المشروع العلمي الأكثر طموحا وإثارة من قبل الإنسان. مشروع الجينوم البشري يديره المعهد الوطني للصحة ووزارة الخارجية الأمريكية. من الطاقة. في الولايات المتحدة الأمريكية بدأ العمل في هذا المشروع في عام 1990 بعزم لتصميم وتسلسل مجموعة كاملة من الكروموسومات خلال 15 عامًا.

"إن اكتساب معرفة كاملة بتنظيم وبنية ووظيفة الجينوم البشري - المخطط الرئيسي لكل واحد منا - هو الهدف الواسع لمشروع الجينوم البشري". مع الهدف من ثلاثة مليارات زوج من القواعد في الجينوم البشري أن يكون تسلسل ، وبحلول 1990-1000 قد تم تحليلها.

العديد من التتابعات في الجينوم متكررة للغاية وليس لها وظيفة واضحة. هذا هو حوالي 50 ٪ من مجموع الحمض النووي. كما رأينا أعلاه ، إنها ليست مهمة صغيرة كما أن العمل والتكلفة محبطة للغاية. إنه مشروع طموح.

سيتم إجراء دراسات لهذا المشروع في ثلاث خطوات:

(ط) رسم الخرائط

(ثانيا) التسلسل

(3) التحليل الوظيفي

يصعب رسم خرائط علم الوراثة البشري بسبب الأسباب التالية:

(ط) أسباب أخلاقية

(2) طول دورة التربية هو 15-16 سنة فقط.

(3) عدم القدرة على الاستمرار في تربية محكومة.

قد يساعد العرض المنتظم للاستراتيجيات المستخدمة لرسم الخرائط والأتمتة الشاملة للتسلسل والتقنيات الحديثة العلماء على تحقيق الهدف.

دونيس كيلر (1987) وصفت لأول مرة خريطة RFLP من الجينوم البشري. وحدد الموقع RFLP مع تباعد في المتوسط ​​من 10 centimorgans (سم). G. Craig Venter et.al. (1990) بدلا من اتخاذ استراتيجية "مشروع الجينوم البشري" من تسلسل الحمض النووي الكروموسومي قاعدة واحدة في وقت واحد ، عزل جزيئات مرنا ، ونسخ هذه جزيئات الحمض النووي الريبي في سلاسل تسلسل الحمض النووي أو EST.

وحددوا أكثر من 8000 جينة في الفترة من 1990 - 1992. يتوقع الدكتور فنتر مع علمائه السبعين في معهد البحوث الجينومية ، جيتربورغ ، ماريلاند تحديد تسلسل 2000-3000 الجينات البشرية في الأسبوع.

تم الانتهاء من الخرائط المادية لجميع الكروموسومات البشرية بحلول عام 1994. يمكن استخدام EST لعزل الجين بأكمله. مع توافر الكثير من قواعد البيانات الخاصة بتسلسل النوكليوتيدات. وقد سهلت بناء خريطة النص التمهيدي للجينوم البشري.

تمثل ESTs الجينات المعبر عنها فقط. ESTs هي cDNA المستنسخة. باستخدام قواعد البيانات المتسلسلة للنوكليوتيدات (بنك الجينات) وقاعدة بيانات تسلسل البروتين (موارد بروتين المعلومات) يمكن مطابقة التقانات EST مع التسلسل الحالي والجينات المعينة بمساعدة برامج الكمبيوتر.

وضع د. فينتر "استراتيجية إطلاق النار في الجينوم بالكامل" ، والتي تتضمن كسر الحمض النووي عشوائياً في أجزاء واستنساخ الأجزاء إلى متجهات. تم تحديد التركيبات ثلاثية الأبعاد لأصغر جينوم Mycoplasma genitalium و Haemophilus influenzae Rd proteins مع وظائف غير معروفة بالكامل كجزء من مشروع الجينوميات الإنشائية.

هذا الجهد هو التحقيق في استخدام المعلومات الهيكلية في مساعدة تخصيص وظيفية البروتين. أنشأ كريغ فنتر "معهد بحوث الجينوم (TIGR)" في ميريلاند (الولايات المتحدة الأمريكية). هنا تم تسلسل العديد من البكتيريا.

يتم استخدام تراكيب البروتينات الافتراضية لتوجيه الدراسات لمعرفة وظيفة البروتين. مع أكثر من 25 من الهياكل التي تم تحديدها في هذا الوقت ، فإن النتائج مشجعة للغاية لمعرفة مستوى معين من الفهم الوظيفي.

تزامن إنجاز تسلسل الحمض النووي البشري في عام 2003 مع الذكرى السنوية الخمسين لوصف واتسون وكريك لهيكل الحمض النووي. تميز مشروع الجينوم البشري بالتقدم المتسارع. تم الانتهاء من مسودة تقريبية للجينوم البشري في عام 2000.

في فبراير 2001 ، نشر "العلوم والطبيعة" مسودة العمل التسلسلية وتحليل الجينوم البشري. ابتكر العلماء أول خريطة جسدية للجينوم البشري مع نسخ من كل كروموسوم منظم إلى سلسلة من عمليات التصويت الطويلة.

نظرًا لأن معظم النسخ المستنسخة أكثر من 100 ، فإن 0000 bp طويلة وحالية يمكن للتقنيات الحالية أن تحل 600 - 750 bp فقط من التسلسل ، بحيث يتم تسلسل كل تسلسل في أجزاء.

باستخدام نهج بندقية النار تليها التجميع من استنساخ كامل عن طريق التعرف على أجهزة الكمبيوتر من التداخل ، وقدمت DNA المتسلسل في قاعدة بيانات تغطي الجينوم بأكمله. استفاد J. Craig Venter (1997) في شركة Celera Corporation من إستراتيجية مختلفة تسمى التسلسل الكامل لجينوم الجينوم الذي ألغى خطوة تجميع الخريطة الجسدية للجينوم.

تسلسل العلماء شظايا الحمض النووي في جميع أنحاء الجينوم عشوائيا. عقود من التقديرات القديمة أن الإنسان لديه حوالي 100،000 من الجينات داخل 3.2 X 10 ⁹ نقطة أساس. غير أن تسلسل الجينوم أظهر أن هناك ما بين 20 و 25 ألف جين فقط. على الرغم من تطور البشر نسبيًا في الآونة الأخيرة ، إلا أن الجينوم البشري قديم جدًا.

بعض الميزات المثيرة للاهتمام في الجينوم البشري هي:

(1) يوجد أكثر من 3.2 مليار زوج أساسي.

(2) يقدر الجينوم البشري بـ 20000 إلى 25000 جينة ولتحديد متواليات 3 بليون زوج من القواعد الكيميائية التي تشكل الحمض النووي البشري.

(3) في داخل المجموعة البشرية هناك الملايين من الاختلافات في قاعدة واحدة تسمى تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs). يختلف كل إنسان عن التالي بمقدار 1 نقطة في كل 1000 نقطة أساس.

(4) يحمل الجينوم البشري مناطق غنية بالوراثة مفصولة بمساحات جينية فقيرة تسمى الصحاري الجينية.

(5) حوالي 45٪ من جينومنا يتكون من ترانسبوزونات.

(6) 2 في المائة فقط من رموز الجينوم هي البروتينات.

(السابع) لتحسين أدوات لتحليل البيانات.

(ثامنا) استخدام التكنولوجيا المعنية لقطاعات مثل الصناعات.

(التاسع) معالجة القضايا الأخلاقية والقانونية والاجتماعية (ELSI) التي قد تظهر بسبب HGP.

(x) يحتوي الجينوم البشري على 3164.7 مليون قاعدة نيوكليوتيد. أكبر جين بشري معروف هو الدستروفين الذي يحمل 2.4 مليون قاعدة ، مع متوسط ​​الجين الذي يحتوي على حوالي 3000 قاعدة. ولم يتم بعد اكتشاف وظائف 50 في المائة من الجينات المكتشفة.

(الحادي عشر) حوالي 99.9 في المئة من قواعد النيوكليوتيد هي بالضبط مماثلة في جميع البشر. كان العدد الإجمالي للجينات في السابق يقدر بحوالي 80،000 إلى 1 ، 40،000 ، لكن العدد الآن يقال إنه 30،000.

(12) تتكون كمية كبيرة من الجينوم البشري من متواليات متكررة.

(13) الكروموسوم 1 يحمل الحد الأقصى من الجينات (2968) ، مع انخفاض الكروموسوم Y (231).

الشكل 6.68. لقطة من الجينوم البشري

وتشارك المختبرات ومجموعات البحث في العديد من البلدان في البحث في الجينوم البشري. البيانات التي تم جمعها من جميع هذه المصادر هي لاستخدامها ودمجها. اثنان من المساهمين الجديرين بمشروع الجينوم البشري هما مركز تعدد الأشكال Humaine (CEPH) و Genethon (مصنع لعلم الوراثة البشرية) في فرنسا.