Οι κύριες διατάξεις του προγράμματος "ανθρώπινο γονιδίωμα"
όταν δημιούργησε το πρόγραμμα «Ανθρώπινο Γονιδίωμα», οι τρεις κύριοι στόχοι αυτού του προγράμματος έχουν εντοπιστεί: τη δημιουργία ακριβών γενετικών χαρτών, η δημιουργία ενός φυσικού χάρτη του ανθρώπινου γονιδιώματος και αλληλούχιση( προσδιορισμό) ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα.
Δημιουργία γενετικός χάρτης γονιδιώματος
η ακριβής γενετικού χάρτη θα μπορούσαν να δημιουργηθούν εάν ισχύουν οι ακόλουθες δύο συνθήκες: ανίχνευση στο γονιδίωμα ενός μεγάλου αριθμού πολυμορφικών( ποικίλες) γενετικούς δείκτες και την παρουσία ενός επαρκούς αριθμού των οικογενειών για ανάλυση σύνδεση μεταξύ αυτών των δεικτών και την καθιέρωση αμοιβαία διάταξη τους.Το πρόβλημα των γενετικών δεικτών λύθηκε μετά την ανίχνευση διαφόρων τύπων πολυμορφισμών DNA.Η σειρά εισαγωγής τους για γενετική ανάλυση ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από πολυμορφισμού μήκους θραύσματος περιορισμού( RFLP για συντομία), τότε η πολυμορφισμός οφείλεται σε ποικίλους αριθμούς διαδοχικές επαναλήψεις( VNTR-πολυμορφισμός).Κάθε ένα από αυτά τα είδη έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του, αλλά όλα αυτά επιτρέπουν την επισήμανση του γονιδιώματος ενός ατόμου με πολύ υψηλή πυκνότητα.
Ακόμη και οι πρώτοι 4 τύποι πολυμορφισμών επέτρεψαν τη δημιουργία γενετικής εικόνας του ανθρώπινου γονιδιώματος.Ο καθορισμός της σχετικής θέσης των δεικτών επέτρεψε συλλογή ή τράπεζα κυτταρικών γραμμών που ελήφθησαν από όλα τα μέλη αρκετών εκατοντάδων οικογενειών που περιελάμβαναν τουλάχιστον τρεις γενιές.Αυτή η τράπεζα κυτταρικών γραμμών δημιουργήθηκε στη Γαλλία για να μελετήσει τον πολυμορφισμό στο σύστημα HLA και ήταν πολύ χρήσιμη για τη γενετική χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος.Μετά από κάθε χρωμόσωμα χαρτογραφήθηκε και βρέθηκε η σχετική θέση των 10-15 πολυμορφικών δεικτών, που εργάζονται με τις διαδοχικές δείκτες διεξήχθη επί υλικού που λαμβάνεται από τα μέλη αυτών των οικογενειών.
Δημιουργία φυσικούς χάρτες του γονιδιώματος Για να δημιουργήσετε ένα φυσικό χάρτη του γονιδιώματος, τα κλωνοποιημένα τμήματα του ανθρώπινου γονιδιώματος έπρεπε επίσης να επισημάνετε.Αυτό έγινε μέσω μικρών αλληλουχιών( περιοχών DNA με ήδη καθορισμένη αλληλουχία), λεγόμενο οι STS, χρωμοσωμικός εντοπισμός των οποίων είναι γνωστή με ακρίβεια.Τα STS αναγνωρίζονται εύκολα με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης( PCR).Έλαβε περισσότερα από 50.000 STS.διάσπαρτα σε όλο το γονιδίωμα, και κατά τη διάρκεια της φυσικής χαρτογράφησης είναι εγκατεστημένος όταν η αμοιβαία διάταξη των θραυσμάτων DNA από γονιδιωματικές βιβλιοθήκες χρησιμοποιήθηκαν ως δείκτες STS των επικαλυπτόμενων τμημάτων DNA.
ορισμό του ανθρώπινου γονιδιώματος
Παρακάτω συνοψίζουμε τα κύρια αποτελέσματα της «προσχέδιο» του ανθρώπινου γονιδιώματος, η οποία, όπως προαναφέρθηκε, δημοσιεύθηκαν στο τεύχος Φεβρουαρίου του περιοδικού «Nature», το 2001 όρος
«σχέδιο» αναφέρεται κυρίως στο γεγονόςότι ο ορισμός του γονιδιώματος συνεχίζεται.Σε σχέση με αυτό, επί του παρόντος, οι μελέτες δεν μπορούν να ταξινομηθούν στη σειρά και να προσανατολιστούν πολλές μικρές ακολουθίες αλληλουχιών.Η ατέλεια της αλληλουχίας, φυσικά, δημιουργεί προβλήματα για την αναγνώριση γονιδίων κληρονομικών ασθενειών, μοναδικών γονιδίων και άλλων γενετικών δομών.
Πρέπει να σημειωθεί ότι κατά το τελευταίο τέταρτο του 20ού αιώνα.Τα γονιδιώματα των 599 ιών και άλλων μικροοργανισμών καθώς και οι μακροοργανισμοί( ζώα) αλληλουχήθηκαν.Η εμπειρία που αποκτήθηκε ως αποτέλεσμα αυτού του έργου χρησιμοποιήθηκε πλήρως στην αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος.
στρατηγική ανθρώπινης μάθησης γονιδιώματος σε δημόσιο έργο περιλαμβάνει την απόκτηση γενετικών και φυσικούς χάρτες του ανθρώπινου γονιδιώματος, η επακόλουθη εισαγωγή αυτών των καρτών αποτελεσμάτων των αλληλούχιση των ανεξαρτήτων κλώνων του γονιδιωματικού DNA( αλληλούχιση «κλώνος του κλώνου» στρατηγικής).Ο φυσικός χάρτης του ανθρώπινου γονιδιώματος έχει μια κλωνική βάση, η οποία αναπτύχθηκε από τον επιστήμονα Olson το 1981. Η προσέγγιση είναι η εξής.Το γονιδίωμα κόπηκε σε τμήματα με μερική πέψη με ενζυμο-ειδικές ενδονουκλεάσες.Αυτά τα μεγάλα τμήματα DNA τοποθετήθηκαν σε βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα( BAC) και εισήχθη σε βακτήρια, όπου αντιγράφονται σε κάθε βακτήρια διαίρεση.Ως αποτέλεσμα, σχηματίστηκαν κλώνοι ταυτόσημων μορίων ϋΝΑ.Τέτοιοι κλώνοι που καλύπτουν το ανθρώπινο γονιδίωμα πρέπει να είναι περίπου 20.000
Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν προηγουμένως ανεπτυγμένες κάρτες STS για την καθιέρωση της σειράς κλώνων.Το αποτέλεσμα είναι ένας φυσικός χάρτης του γονιδιώματος.Οι μεμονωμένοι κλώνοι BAC κόπηκαν σε θραύσματα και κλωνοποιήθηκαν.Οι υποκλώνοι που ελήφθησαν ως αποτέλεσμα θραυσμάτων κλωνοποίησης μελετήθηκαν.Κάθε φορά, καθορίστηκε ένας μεγάλος αριθμός πανομοιότυπων υποκλώνων για να εξασφαλιστεί ότι κάθε θραύσμα του αρχικού κλώνου BAC αναλύθηκε αρκετές φορές και δεν έγιναν σφάλματα.Οι αλληλουχίες των μεμονωμένων θραυσμάτων συνδυάστηκαν για να ληφθεί αλληλουχία νουκλεοτιδίων σε κάθε αρχικό κλώνο BAC.Τέλος, η αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος συλλέχθηκε συνδυάζοντας τις αλληλουχίες του σετ BAC που επικαλύπτονταν ολόκληρο το γονιδίωμα.Ο έτσι δημιουργημένος χάρτης της αλληλουχίας του ανθρώπινου γονιδιώματος έχει περισσότερες από 1000 ασυνέχειες.Αυτό μπορεί να οφείλεται σε διάφορους λόγους, και συγκεκριμένα στο γεγονός ότι οι αρχικοί κλώνοι ΒΑΟ δεν επικαλύπτονταν ολόκληρο το γονιδίωμα και η αλληλεπικάλυψη μεταξύ των κλώνων χάθηκε λόγω της παρουσίας μεγάλων επαναλήψεων στο γονιδίωμα.Ο διαδοχικός χάρτης που δημιουργήθηκε ως αποτέλεσμα της υλοποίησης του έργου περιλαμβάνει αλληλουχίες που περιέχουν κατά μέσον όρο αρκετά εκατομμύρια ζεύγη νουκλεοτιδίων σε μήκος.Τα τμήματα αυτού του μήκους επαρκούν για την επικάλυψη ενός χάρτη βασισμένου σε κλώνους σε άλλους χάρτες με χαμηλότερη ανάλυση.Η θέση στον γενετικό χάρτη των αλληλουχιών αλληλουχίας προσδιορίστηκε επίσης σε σχέση με τη χαρτογράφηση του STS.
Γενικά, περίπου το 90% των ευυρωματικών περιοχών του γονιδιώματος αλληλουχίζονται και συλλέγονται από προγράμματα υπολογιστών σε εκτεταμένες περιοχές.
Παρά την ατέλεια της ακολουθίας, μια ολόκληρη σειρά αποτελεσμάτων που έλαβε με τη βοήθειά της ήδη τώρα είναι αναμφισβήτητο ενδιαφέρον.Αυτό ισχύει κυρίως για την εμβάθυνση της έννοιας της οργάνωσης του ανθρώπινου γονιδιώματος.