Ketentuan utama dari program "genom manusia"
Ketika program "Human Genome" dibuat, tiga tujuan utama program ini diidentifikasi: pembuatan peta genetik yang akurat, pembuatan peta fisik genom manusia dan sekuensing( definisi) keseluruhan genom manusia.
Pembuatan peta genetik genom
Peta genetika yang tepat dapat dibuat jika dua kondisi terpenuhi: deteksi sejumlah besar tanda genetik polimorfik( multiple) dalam genom dan adanya sejumlah keluarga yang cukup untuk menganalisis adhesi antara penanda ini dan membuat pengaturan bersama mereka. Masalah penanda genetik terselesaikan setelah mendeteksi berbagai jenis polimorfisme DNA.Dalam rangka pengenalan mereka ke dalam analisis genetik, polimorfisme panjang fragmen restriksi( disingkat RFLP) pertama kali ditemukan, diikuti oleh polimorfisme yang disebabkan oleh sejumlah variabel pengulangan tandem( polimorfisme VNTR).Masing-masing spesies ini memiliki kelebihan dan kekurangan, namun bersama-sama mereka membiarkan label genom seseorang dengan kerapatan sangat tinggi.
Bahkan 4 jenis polimorfisme pertama memungkinkan untuk membuat gambar genetik genom manusia. Tetapkan posisi relatif dari spidol memungkinkan koleksi, atau bank, jalur sel yang diperoleh dari semua anggota beberapa ratus keluarga yang mencakup tidak kurang dari tiga generasi. Bank jalur sel ini diciptakan di Prancis untuk mempelajari polimorfisme dalam sistem HLA dan sangat berguna untuk pemetaan genetik genom manusia. Setelah setiap kromosom dipetakan dan posisi relatif dari 10-15 spidol polimorf terbentuk, bekerja dengan spidol berikutnya dilakukan pada bahan yang diperoleh dari anggota keluarga ini.
Pembuatan peta fisik genom
Untuk membuat peta fisik genom, fragmen kloning genom manusia juga perlu diberi label. Hal ini dilakukan dengan bantuan sekuens pendek( segmen DNA dengan urutan tertentu), yang disebut STS, lokalisasi kromosom yang memang dikenal. STS mudah diidentifikasi dengan polymerase chain reaction( PCR).Menerima lebih dari 50.000 STS.tersebar di genom, dan selama pemetaan fisik, ketika susunan DNA fragmen dari perpustakaan genom terbentuk, STS ini digunakan sebagai penanda segmen DNA yang tumpang tindih.
Definisi genom manusia
Di bawah ini, secara singkat kita akan menguraikan hasil utama dari "versi konsep" genom manusia, yang, seperti disebutkan di atas, diterbitkan dalam jurnal Nature edisi Februari di tahun 2001.
Konsep "versi draft" terutama mengacu pada faktabahwa definisi genom terus berlanjut. Sehubungan dengan ini, pada saat ini, penelitian tidak dapat diatur secara berurutan dan mengarahkan banyak urutan sekuensil kecil. Ketidaklengkapan urutan, secara alami, menciptakan masalah untuk identifikasi gen penyakit turun-temurun, gen unik dan struktur genetik lainnya.
Perlu dicatat bahwa selama seperempat terakhir abad ke-20.Genom dari 599 virus dan mikroorganisme lainnya serta makroorganisme( hewan) diurutkan. Pengalaman yang didapat sebagai hasil dari karya ini sepenuhnya digunakan dalam mengurutkan genom manusia.
Strategi mempelajari genom manusia dalam proyek publik termasuk mendapatkan peta genetik dan fisik genom manusia, penyisipan selanjutnya ke dalam peta hasil sekuensing klon individu DNA genom( strategi kloning "kloning dengan kloning").Peta fisik genom manusia memiliki basis klonal, yang dikembangkan oleh ilmuwan Olson pada tahun 1981. Pendekatannya adalah sebagai berikut. Genom dipotong menjadi beberapa segmen oleh pencernaan parsial dengan endonuklease spesifik enzim. Segmen DNA yang besar ini ditempatkan pada kromosom bakteri buatan( BAC) dan dimasukkan ke dalam bakteri, di mana mereka disalin dengan masing-masing divisi bakteri. Akibatnya, klon molekul DNA identik terbentuk. Klon seperti itu yang mencakup genom manusia kira-kira 20.000.
Selain itu, kartu STS yang dikembangkan sebelumnya digunakan untuk menetapkan urutan klon. Hasilnya adalah peta fisik genom. Klon BAC individu dipotong menjadi fragmen dan kloning. Subclones yang diperoleh sebagai hasil fragmen kloning dipelajari. Setiap kali, sejumlah besar subclone identik bertekad untuk memastikan bahwa setiap fragmen klon BAC asli dianalisis beberapa kali dan tidak ada kesalahan yang dibuat. Urutan fragmen individu digabungkan untuk mendapatkan urutan nukleotida di setiap klon BAC awal. Akhirnya, urutan seluruh genom dikumpulkan dengan menggabungkan sekuens dari rangkaian BAC yang tumpang tindih dengan seluruh genom. Peta genom manusia yang dibuat dengan demikian menghasilkan lebih dari 1000 diskontinuitas. Ini mungkin karena sejumlah alasan, khususnya fakta bahwa klon BAC asli tidak tumpang tindih dengan keseluruhan genom, dan tumpang tindih antara klon tidak terjawab karena adanya pengulangan besar pada genom. Peta berurutan yang dibuat sebagai hasil dari pelaksanaan proyek mencakup sekuen yang berisi beberapa pasang nukleotida rata-rata beberapa juta. Segmen panjang ini cukup untuk melapisi peta berdasarkan klon pada peta lain dengan resolusi lebih rendah. Posisi pada peta genetik urutan sekuens juga ditentukan relatif terhadap pemetaan STS.
Secara umum, sekitar 90% daerah euchromatic genom diurutkan dan dikumpulkan melalui program komputer di daerah yang luas.
Terlepas dari ketidaklengkapan urutan, keseluruhan rangkaian hasil yang diperoleh dengan bantuannya sekarang tidak diragukan lagi. Hal ini terutama berlaku untuk memperdalam gagasan tentang pengorganisasian genom manusia.