Nyttige noter om human genomprojekt (forklaret med diagram)

Nyttige noter om menneskelige genomprojekter!

Human Genome Project er menneskets mest ambitiøse og spændende videnskabelige virksomhed. Human genomprojekt administreres af National Institute of Health og US Deptt. af energi. I USA startede arbejdet med dette projekt i 1990 med vilje til at kortlægge og sekvensere det komplette sæt kromosomer om 15 år.

At opnå en komplet viden om organisationen, strukturen og funktionen af ​​det menneskelige genom - masterplanen for hver af os - er det overordnede mål for Human Genome Project. Med målet om tre milliarder basepar i humant genom blev sekventeret og i 1990-100.000 blevet analyseret.

Mange sekvenser i genom er meget gentagne og har ingen åbenbar funktion. Dette er omkring 50% af det totale DNA. Som set ovenfor er det ikke et lille job og arbejde og omkostningsvis frustrerende også. Det er et ambitiøst projekt.

Undersøgelser af dette projekt vil blive gennemført i tre trin:

(i) Kortlægning

(ii) sekventering

(iii) Funktionel analyse

Kortlægning af human genetik er vanskelig på grund af følgende grunde:

(i) Etiske grunde

(ii) Længde af avlscyklus er kun 15-16 år.

(iii) Manglende evne til at fortsætte kontrolleret avl.

Regelmæssig visning af strategierne til kortlægning, omfattende automatisering til sekventering og nyere teknikker kan hjælpe forskerne med at nå målet.

Donnis Keller et.al. (1987) beskrevet første RFLP-kort af humant genom. Det identificerede RFLP loci med en gennemsnitlig afstand på 10 centimorganer (cM). G. Craig Venter et.al. (1990) i stedet for at tage 'Human Genome Project' strategi for sekventering af kromosomal DNA en base ad gangen isolerede de mRNA-molekyler, kopierede disse RNA-molekyler til DNA-sekvensmærker eller EST'er.

De identificerede over 8000 gener i perioden 1990-1992. Dr. Venter med sine 70 forskere ved Institut for Genomforskning, Gaitherburg, Maryland forventer at bestemme sekvensen mellem 2000-3000 humane gener i ugen.

Fysiske kort over alle humane kromosomer var færdige i 1994. EST kan bruges til at isolere hele genet. Med EST er der blevet stillet mange databaser af nukleotidsekvenser til rådighed. Det har lettet opførelsen af ​​foreløbigt transkript kort over menneskeligt genom.

EST'er repræsenterer kun udtrykte gener. EST'er er cDNA kloner. Ved hjælp af nukleotidsekvensdatabank (genbank) og proteinsekvensdatabase (Protein Information Resource) kan EST'er matches med eksisterende sekvenser og tildelte gener ved hjælp af computerprogrammer.

Dr. Venter udtænkte yderligere 'helgenomskuds pistolstrategi', der involverer tilfældigt at bryde DNA ind i segmenter og klone fragmenterne i vektorer. De tredimensionelle strukturer af mindste genom Mycoplasma genitalium og Haemophilus influenzae Rd proteiner med helt ukendte funktioner er blevet bestemt som en del af et strukturelt genomics projekt.

Denne indsats undersøger brugen af ​​strukturelle informationer ved hjælp af proteinfunktionel tildeling. Craig Venter dannet "Institute of Genomics Research (TIGR)" i Maryland (USA). Her blev flere bakterier sekventeret.

De hypotetiske proteins strukturer anvendes til at lede undersøgelser for at kende proteinfunktionen. Med mere end 25 strukturer bestemt af denne gang, er resultaterne meget opmuntrende at kende en vis grad af funktionel forståelse.

Afslutningen af ​​den humane DNA-sekvens i 2003 faldt sammen med 50-årsdagen for Watson og Cricks beskrivelse af DNA-strukturen. Human Genome Project var præget af fremskyndede fremskridt. Groft udkast til menneskeligt genom blev afsluttet i 2000.

I februar 2001 offentliggjorde 'Science and Nature' arbejdet udkast sekvens og analyse af menneskeligt genom. Forskere skabte først et fysisk kort over menneskelige genom med kloner, der blev hentet fra hvert kromosom organiseret i en serie af lange coting s.

Fordi de fleste kloner er mere end 100, 0000 bp lange og nuværende teknikker kun kan løse 600-700 bp sekvens, sekvenseres hver sekvens i fragmenter.

Ved at anvende shot gun tilgang efterfulgt af samling af hele klonen ved computeriseret identifikation af overlapninger blev sekventeret DNA stillet til rådighed i databasedækning af hele genom. J. Craig Venter (1997) i Celera Corporation benyttede sig af en anden strategi kaldet helgenomskudd pistol sekvensering, som eliminerede trinnet med at samle et fysisk kort af genom.

Forskere sekventerede DNA-fragmenter i hele genomet tilfældigt. Årtier gammelt anslår at mennesket har omkring 100.000 gener inden for 3, 2 x 10 ⁹ bp. Genomsekvensen viste imidlertid, at der kun er 20.000 til 25.000 gener. Selvom mennesker udviklede sig relativt nylig, er menneskeligt genom meget gammelt.

Få interessante egenskaber ved menneskeligt genom er:

(i) Der er mere end 3, 2 mia. basepar.

(ii) Menneskeligt genom skønnes at have 20.000 til 25.000 gener og bestemme sekvenserne af 3 milliarder kemiske basepar, der udgør humant DNA.

(iii) I den menneskelige befolkning er millioner af enkeltbaserede forskelle kaldet single nucleotide polymorphisms (SNPs). Hvert menneske adskiller sig fra det næste ved ca. 1 bp i hver 1.000 bp.

(iv) Det menneskelige genom bærer genrige områder adskilt af genetiske områder kaldet gen-ørkener.

(v) Omkring 45% af vores genom består af transposoner.

(vi) Kun 2 procent af genomet koder proteinerne.

(vii) At forbedre værktøjer til dataanalyse.

(viii) Anvendelse af berørt teknologi til sektorer som industrier.

(ix) Adresse til de etiske, juridiske og sociale spørgsmål (ELSI), der kan forekomme på grund af HGP.

(x) Det humane genom indeholder 3164, 7 millioner nukleotidbaser. Største kendte humane gen er dystrophin, som bærer 2, 4 millioner baser, med gennemsnitligt gen med ca. 3000 baser. Funktioner på 50 procent af opdagede gener findes endnu ikke.

(xi) Omkring 99, 9 procent af nukleotidbaser er nøjagtigt ens i alle mennesker. Tidligere var det samlede antal gener beregnet til 80.000 til 1, 40.000, men nu tales tal til 30.000.

(xii) Stor mængde menneskeligt genom er sammensat af gentagne sekvenser.

(xiii) Kromosom 1 bærer maksimale gener (2968), med Y-kromosom med lavest (231).

Fig. 6, 68. Snapshot af menneskeligt genom

Laboratorier og forskergrupper i mange lande er involveret i forskningen om menneskeligt genom. Data indsamlet fra alle disse kilder skal bruges og integreres. To bemærkelsesværdige bidragsydere til Human Genome Project er Centre d'Etudes Polymorphism Humaine (CEPH) og Genethon (en Fabrik for Human Genetik) i Frankrig.