As principais disposições do programa "genoma humano"
Quando o programa "Genoma Humano" foi criado, foram identificados três objetivos principais deste programa: a criação de um mapa genético preciso, a criação de um mapa físico do genoma humano e a seqüenciamento( definição) de todo o genoma humano.
Criação do mapa genético do genoma
Um mapa genético exato poderia ser criado se duas condições fossem atendidas: a detecção de um grande número de marcadores genéticos polimórficos( múltiplos) no genoma e a presença de um número suficiente de famílias para analisar a adesão entre esses marcadores e estabelecer seu arranjo mútuo. O problema dos marcadores genéticos foi resolvido após a detecção de diferentes tipos de polimorfismos de DNA.Em ordem de sua introdução na análise genética, o polimorfismo do comprimento dos fragmentos de restrição( RFLP abreviado) foi encontrado pela primeira vez, seguido pelo polimorfismo causado por um número variável de repetições em tandem( polimorfismo VNTR).Cada uma dessas espécies tem suas vantagens e desvantagens, mas todas juntas permitem rotular o genoma de uma pessoa com muito alta densidade.
Mesmo os primeiros 4 tipos de polimorfismos permitiram criar uma imagem genética do genoma humano. Definir a posição relativa dos marcadores permitiu uma coleção, ou banco, de linhas celulares obtidas de todos os membros de várias centenas de famílias que incluíam pelo menos três gerações. Este banco de linhas celulares foi criado na França para estudar polimorfismo no sistema HLA e foi muito útil para o mapeamento genético do genoma humano. Após cada cromossomo foi mapeado e a localização relativa de 10-15 marcadores polimórficos foi estabelecida, o trabalho com marcadores subsequentes foi realizado no material obtido dos membros dessas famílias.
Criação de um mapa físico do genoma
Para criar um mapa físico do genoma, fragmentos clonados do genoma humano também precisavam ser rotulados. Isso foi feito com a ajuda de sequências curtas( segmentos de DNA com uma certa sequência), o chamado STS, cuja localização cromossômica é precisamente conhecida. Os STS são prontamente identificados pela reação em cadeia da polimerase( PCR).Recebi mais de 50 000 STS.espalhados pelo genoma e durante o mapeamento físico, quando o arranjo mútuo de fragmentos de DNA das bibliotecas genômicas é estabelecido, esses STS são usados como marcadores de segmentos de DNA sobrepostos.
Definição do genoma humano
Abaixo, descreveremos brevemente os principais resultados da "versão preliminar" do genoma humano, que, como mencionado acima, foram publicados na edição de fevereiro da revista Nature em 2001.
O conceito de "versão preliminar" refere-se principalmente ao fatoque a definição do genoma continua. Em conexão com isso, no momento atual, estudos não podem ser organizados em ordem e orientar muitas sequências sequenciadas pequenas. A incompletude da seqüência, naturalmente, cria problemas para a identificação de genes de doenças hereditárias, genes únicos e outras estruturas genéticas.
Deve-se notar que durante o último quarto do século XX.Os genomas de 599 vírus e outros microorganismos, bem como os macroorganismos( animais) foram sequenciados. A experiência adquirida como resultado desse trabalho foi totalmente utilizada na sequenciação do genoma humano.
A estratégia de estudar o genoma humano em um projeto público incluiu a obtenção de um mapa genético e físico do genoma humano, a posterior inserção nesses mapas dos resultados de seqüenciamento de clones individuais de DNA genômico( a estratégia de sequenciação de "clones por clones").O mapa físico do genoma humano tem uma base clonal, que foi desenvolvida pelo cientista Olson em 1981. A abordagem é a seguinte. O genoma foi cortado em segmentos por digestão parcial com endonucleases específicas de enzimas. Estes grandes segmentos de DNA foram colocados em cromossomos bacterianos artificiais( BAC) e introduzidos em bactérias, onde foram copiados com cada divisão da bactéria. Como resultado, formaram-se clones de moléculas de DNA idênticas. Tais clones que cobrem o genoma humano devem ser aproximadamente 20.000.
Além disso, os cartões STS desenvolvidos anteriormente foram usados para estabelecer a ordem dos clones. O resultado é um mapa físico do genoma. Clones individuais de BAC foram cortados em fragmentos e clonados. Os subclones obtidos como resultado de fragmentos de clonagem foram estudados. Cada vez, um grande número de subclones idênticos foram determinados para garantir que cada fragmento do clone BAC original fosse analisado várias vezes e nenhum erro fosse feito. As sequências dos fragmentos individuais foram combinadas de modo a obter uma sequência de nucleótidos em cada clone BAC inicial. Finalmente, a sequência do genoma inteiro foi coletada combinando as seqüências do conjunto BAC que se sobrepunham ao genoma inteiro. O mapa assim criado da sequência do genoma humano tem mais de 1000 descontinuidades. Isso pode ser devido a uma série de razões, em particular o fato de que os clones BAC originais não se sobrepuseram ao genoma completo e a sobreposição entre os clones foi perdida devido à presença de grandes repetições no genoma. O mapa seqüencial criado como resultado da implementação do projeto inclui seqüências contendo em média vários milhões de pares de nucleotídeos de comprimento. Os segmentos deste comprimento são suficientes para sobrepor um mapa com base em clones em outros mapas com uma resolução menor. A posição no mapa genético das seqüências sequenciadas também foi determinada em relação ao mapeamento do STS.
Em geral, cerca de 90% das regiões euchromatic do genoma são sequenciadas e coletadas por programas de computador em áreas estendidas.
Apesar da incompletude da sequência, toda uma série de resultados obtidos com a sua ajuda já é de interesse indubitável. Isto aplica-se principalmente ao aprofundamento da noção de organização do genoma humano.