De vigtigste bestemmelser i programmet "menneskeligt genom"
da han skabte programmet "Human Genome", er blevet identificeret de tre vigtigste mål for dette program: oprettelsen af præcise genetiske kort, oprettelsen af et fysisk kort af det humane genom og sekventering( bestemme) hele det menneskelige genom.
Oprettelse genetisk
genom kort den nøjagtige genetiske kort kunne skabes, hvis følgende to betingelser: påvisning i genomet af en lang række polymorfe( forskellige) genetiske markører og tilstedeværelsen af et tilstrækkeligt antal familier for koblingsanalyse mellem disse markører og etablering af deres indbyrdes arrangement. Problemet med genetiske markører blev løst efter påvisning af forskellige typer af DNA-polymorfier. Rækkefølgen af deres introduktion til genetisk analyse blev først opdaget af restriktionsfragmentlængde-polymorfisme( RFLP for korte), derefter polymorfien på grund af varierende antal tandemgentagelser( VNTR-polymorfi).Hver af disse arter har sine fordele og ulemper, men alle sammen tillader de at mærke genomet af en person med meget høj densitet.
Selv de første 4 typer af polymorfier fik lov til at skabe et genetisk billede af det menneskelige genom. Indstil den relative position af markører tilladt indsamling, eller banken, cellelinjer afledt fra alle medlemmer af et par hundrede familier, som omfattede mindst tre generationer. Denne bank af cellelinier blev skabt i Frankrig for studiet af polymorfi i HLA-systemet og meget nyttigt til genetisk kortlægning af det humane genom. Efter hvert kromosom blev kortlagt og fundet den relative position af 10-15 polymorfe markører, der arbejder med successive markører blev udført på materiale fra medlemmerne af disse familier.
Oprettelse fysiske kort af genomet For at skabe et fysisk kort af genomet, de klonede fragmenter af det humane genom havde også til at markere. Dette blev gjort via kort af sekvenser( DNA regioner med allerede defineret sekvens), såkaldte STS, kromosomale lokalisering af som netop kendt. STS identificeres let ved polymerasekædereaktion( PCR).Modtaget mere end 50 000 STS.spredt over hele genomet, og under fysisk kortlægning etableres, når den gensidige arrangement af DNA-fragmenter fra genomiske biblioteker anvendt som STS-markører af overlappende DNA-segmenter.
definition af det menneskelige genom
Nedenfor vi sammenfatte de vigtigste resultater af "udkast" af det menneskelige genom, der, som nævnt ovenfor, blev offentliggjort i udgaven af tidsskriftet «Nature» februar 2001
udtrykket "udkast" refererer primært til det faktum,at definitionen af genomet fortsætter. I forbindelse hermed kan undersøgelser i øjeblikket ikke arrangeres i rækkefølge og orientere mange små sekventerede sekvenser. Ufuldstændigheden af sekvensen skaber naturligvis problemer til identifikation af arvelige sygdomsgener, unikke gener og andre genetiske strukturer.
Det skal bemærkes, at i løbet af det sidste kvartal af det 20. århundrede. Genomerne af 599 vira og andre mikroorganismer samt makroorganismer( dyr) blev sekventeret. Erfaringerne som følge af dette arbejde blev fuldt ud anvendt til sekventering af det menneskelige genom.
humane genom læringsstrategi i offentligt projekt indbefatter opnåelse genetiske og fysiske kort af det menneskelige genom, den efterfølgende indføring af disse kort resultaterne af sekventering af de individuelle kloner af det genomiske DNA( sekventering "klon af klon" strategi).Det fysiske kort over det menneskelige genom har et klonbaseret grundlag, som blev udviklet af Olson-forskeren i 1981. Tilgangen er som følger. Genomet blev skåret i segmenter ved delvis fordøjelse med enzymspecifikke endonukleaser. Disse store DNA-segmenter blev anbragt i bakterielt kunstigt kromosom( BAC) og indføres i bakterier, hvor de er kopieret på hver afdeling bakterier. Som et resultat blev kloner af identiske DNA-molekyler dannet. Sådanne kloner, der dækker det humane genom, skal være ca. 20.000.
Derudover blev tidligere udviklede STS-kort anvendt til at fastslå klonernes rækkefølge. Resultatet er et fysisk kort over genomet. Individuelle BAC kloner blev skåret i fragmenter og klonet. Subkloner opnået som et resultat af kloningsfragmenter blev undersøgt. Hver gang blev et stort antal identiske subkloner bestemt for at sikre, at hvert fragment af den oprindelige BAC-klon blev analyseret flere gange, og der blev ikke foretaget nogen fejl. Sekvenserne af de enkelte fragmenter blev kombineret for at opnå en sekvens af nukleotider i hver indledende BAC-klon. Endelig blev sekvensen af hele genomet samlet ved at kombinere sekvenserne af BAC-sæt, der overlappede hele genomet. Det således dannede kort over sekvensen af det humane genom har mere end 1000 diskontinuiteter. Dette kan skyldes en række årsager, især det forhold, at de oprindelige BAC-kloner ikke overlappede hele genomet, og overlapning mellem klonerne blev savnet på grund af tilstedeværelsen af store gentagelser i genomet. Det sekventielle kort oprettet som et resultat af projektimplementeringen indbefatter sekvenser indeholdende i gennemsnit flere millioner nukleotidpar i længden. Segmenter af denne længde er tilstrækkelige til at overlejre et kort baseret på kloner på andre kort med en lavere opløsning. Positionen på det genetiske kort af de sekventerede sekvenser blev også bestemt i forhold til kortlægningen af STS.
I almindelighed sekventeres ca. 90% af de eukromatiske regioner af genomet og opsamles af computerprogrammer i udvidede områder.
På trods af ufuldstændigheden af sekvensen er en hel række resultater opnået med sin hjælp allerede nu uden tvivl interesse. Dette gælder primært for at uddybe begrebet organisering af det menneskelige genom.