Hlavné ustanovenia programu "ľudský genóm"
keď vytvoril program "Human Genome", boli identifikované tri hlavné ciele tohto programu: vytvorenie presnej genetickej mapy, vznik fyzickej mapy ľudského genómu a sekvenovanie( určujúci) celého ľudského genómu.
Vytvorenie genetickú mapu
genómu presná genetická mapa by mohla byť vytvorená v prípade týchto dvoch podmienok: detekcia v genómu veľkého počtu polymorfných( rôznych) genetické markery a prítomnosť dostatočného počtu rodín pre analýzu väzby medzi týmito markermi a vytvorenie ich vzájomného usporiadania. Problém genetických markerov sa vyriešil po detekcii rôznych typov DNA polymorfizmov. Poradie ich zavedenie do genetickej analýzy bol prvýkrát objavený polymorfizmus dĺžky reštrikčných fragmentov( RFLP v krátkosti), potom polymorfizmus v dôsledku meniacich sa počtu tandemových repetíciami( VNTR-polymorfizmus).Každý z týchto druhov má svoje výhody a nevýhody, ale spoločne umožňujú označiť genóm osoby s veľmi vysokou hustotou.
Aj prvé 4 typy polymorfizmov umožnili vytvoriť genetický obraz ľudského genómu. Nastaviť relatívnu pozíciu značiek umožnilo zbierku alebo banku bunkových línií získaných od všetkých členov niekoľkých stoviek rodín, ktoré zahŕňali najmenej tri generácie. Táto banka bunkových línií bola vytvorená vo Francúzsku na štúdium polymorfizmu v systéme HLA a bola veľmi užitočná na genetické mapovanie ľudského genómu. Po zmapovaní každého chromozómu a relatívnej lokalizácii 10 až 15 polymorfných markerov bola vykonaná práca s následnými markermi na materiáli získanom od členov týchto rodín.
Vytváranie fyzickej mapy genómu Za účelom vytvorenia fyzickej mapy genómu, mal tiež klonované fragmenty ľudského genómu označiť.Toto sa uskutočnilo pomocou krátkych sekvencií( segmenty DNA s určitou sekvenciou), takzvaného STS, ktorého chromozómová lokalizácia je presne známa. STS sa ľahko identifikujú polymerázovou reťazovou reakciou( PCR).Prijaté viac ako 50 000 STS.rozptýlené nad genómom a počas fyzického mapovania, keď sa zistí vzájomné usporiadanie DNA fragmentov z genómových knižníc, tieto STS sa používajú ako markery prekrývajúcich sa segmentov DNA.
definíciu ľudského genómu
Nižšie uvádzame hlavné výsledky "pracovná verzia" ľudského genómu, ktorý, ako už bolo uvedené vyššie, boli publikované vo februárovom vydaní časopisu «Nature» v roku 2001
termínu "návrh" odkazuje predovšetkým na skutočnosť,že definícia genómu pokračuje. V súvislosti s tým v súčasnosti nemôžu byť štúdie usporiadané v poradí a zamerané na mnoho malých sekvenčných sekvencií.Neúplnosť sekvencie prirodzene vytvára problémy pri identifikácii génov dedičných ochorení, jedinečných génov a iných genetických štruktúr.
Treba poznamenať, že v poslednej štvrtine 20. storočia. Genómy 599 vírusov a ďalších mikroorganizmov, ako aj makroorganizmy( zvieratá) boli sekvenované.Skúsenosti získané v dôsledku tejto práce boli plne použité pri sekvenovaní ľudského genómu.
ľudský genóm učenie stratégie vo verejnom projektu zahŕňa získanie genetickej a fyzickej mapy ľudského genómu, následné zavedenie týchto kariet výsledkov sekvenovania jednotlivých klonov genómovej DNA( sekvenovanie "klon klonu" stratégia).Fyzická mapa ľudského genómu má klonálnu základňu, ktorú vyvinul vedec Olson v roku 1981. Prístup je nasledovný.Genóm sa rozštiepil na segmenty čiastočným štiepením enzýmovo špecifickými endonukleázami. Tieto veľké segmenty DNA boli umiestnené do umelých bakteriálnych chromozómov( BAC) a zavedené do baktérií, kde boli kopírované s každým rozdelením baktérie. V dôsledku toho sa vytvorili klony identických molekúl DNA.Takéto klony pokrývajúce ľudský genóm by mali byť približne 20 000.
Okrem toho boli skôr vyvinuté karty STS použité na stanovenie poradia klonov. Výsledkom je fyzická mapa genómu. Jednotlivé klony BAC boli rozštiepené na fragmenty a klonované.Získali sa subklóny získané v dôsledku fragmentov klonovania. Zakaždým sa stanovilo veľké množstvo rovnakých subklonov, aby sa zabezpečilo, že každý fragment pôvodného klonu BAC bol niekoľkokrát analyzovaný a neboli vykonané žiadne chyby. Sekvencie jednotlivých fragmentov sa spojili tak, aby sa získala sekvencia nukleotidov v každom počiatočnom BAC klone. Nakoniec bola sekvencia celého genómu zhromaždená kombináciou sekvencií súboru BAC, ktoré sa prekrývali s celým genómom. Takto vytvorená mapa sekvencie ľudského genómu má viac ako 1000 diskontinuít. To môže byť spôsobené mnohými dôvodmi, najmä skutočnosťou, že pôvodné klony BAC neprekrývajú celý genóm a prekrytie medzi klonmi bolo vynechané kvôli prítomnosti veľkých opakovaní v genóme. Sekvenčná mapa vytvorená ako výsledok implementácie projektu zahŕňa sekvencie obsahujúce priemerne niekoľko miliónov dvojice nukleotidov. Segmenty tejto dĺžky sú dostatočné na prekrytie mapy založenej na klonoch na iných mapách s nižším rozlíšením. Pozícia na genetickej mape sekvenovaných sekvencií bola tiež určená vzhľadom na mapovanie STS.
Vo všeobecnosti sa asi 90% euchromatických oblastí genómu sekvenuje a zhromažďuje pomocou počítačových programov v rozšírených oblastiach.
Napriek neúplnosti sekvencie je celá séria výsledkov získaných s pomocou už teraz nepochybne zaujímavá.To platí predovšetkým pre prehĺbenie pojmu organizácie ľudského genómu.