Məlumat

Müəyyən bir genomda bütün genlərin tapılması

Müəyyən bir genomda bütün genlərin tapılması


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən müəyyən bir genomda hər bir nukleotidin başlanğıc mövqeyini tapmaqda maraqlıyam. Mən əvvəlcə EcoCyc-ə getdim və onların E coli məlumatları üçün qırıntı skripti yazdım, lakin digər nümunələr üçün eyni veb səhifə tərtibatını tapa bilmirəm. Beləliklə, daha ardıcıl formatlaşdırma və bu kimi şeylər olan bir verilənlər bazası olub-olmadığını merak edirəm. Mən BLAST (?) ilə bağlı ətrafa baxdım, lakin resurslarla çaş-baş qaldım və təkərlərimi fırlatmaq əvəzinə, haradan başlamaq üçün bəzi göstərişlər soruşacağımı düşündüm.


Mən şərhçilərin təklif etdiyi kimi, maraqlandığınız orqanizmlər üçün GFF fayllarını yükləmək üçün NCBI-də FTP-dən istifadə etməyi təklif edərdim. GFF fayllarında genlər üçün genom və bir çox digər xüsusiyyətlər üçün qeydlər olacaq (şəkil 1).

Bunun məqsədləri haqqında tam aydın deyil, ancaq genomlardakı şeylərin şərhli koordinatlarını istəyirsinizsə, GFF-lər başlamaq üçün yaxşı yerdir.

Qeyd edək ki, bir çox/əksər genomda xromosom səviyyəsində deyil, yalnız iskele/kontig səviyyəsində birləşmələr olacaq. Tətbiqinizdən asılı olaraq problem ola bilər.

Müəyyən bir genom/orqanizmə getmək istəyirsinizsə, onu burada axtara bilərsiniz. Orada hər bir genom üçün interfeys vasitəsilə FTP-yə daxil ola bilərsiniz.


Genetik xəritələr

Müəyyən əlamətlərin həmişə əlaqəli olduğu, bəzilərinin isə əlaqəli olmadığı müşahidələri müxtəlif xüsusiyyətlərə malik olan valideynlər arasında xaçların nəslinin öyrənilməsi nəticəsində əldə edilmişdir. Məsələn, bağ noxudunda aparılan təcrübələrdə tədqiqatçılar çiçəyin rənginin və bitki poleninin formasının əlaqəli əlamətlər olduğunu və buna görə də bu əlamətləri kodlayan genlərin eyni xromosomda çox yaxın olduğunu aşkar etdilər. Biz homoloji xromosom cütləri arasında DNT mübadiləsini genetik rekombinasiya adlandırırıq ki, bu da qeyri-qardaş xromatidlər kimi homoloji DNT zəncirləri arasında DNT-ni keçməklə baş verir. Bağlantı təhlili hər hansı iki gen arasında rekombinasiya tezliyinin öyrənilməsini əhatə edir. İki gen arasındakı məsafə nə qədər böyükdürsə, onlar arasında rekombinasiya hadisəsinin baş vermə şansı bir o qədər yüksəkdir və aralarındakı rekombinasiya tezliyi bir o qədər yüksəkdir. Şəkildə meyoz zamanı iki qardaş olmayan xromatid arasında rekombinasiya üçün iki imkan göstərilir. İki gen arasında rekombinasiya tezliyi 50 faizdən azdırsa, onlar əlaqələndirilir.

Krossover xromosomun müxtəlif yerlərində baş verə bilər. Genlər arasında rekombinasiya AB genlər arasında rekombinasiyadan daha tez-tez baş verir BC çünki genlər AB bir-birindən daha uzaqdırlar. Buna görə də onların arasında krossoverin baş vermə ehtimalı daha yüksəkdir.

Genetik xəritələrin yaradılması üçün markerlər tələb olunur, necə ki, yol xəritəsində orientirlər (çaylar və dağlar kimi) tələb olunur. Elm adamları erkən genetik xəritələr əsasında məlum genlərdən markerlər kimi istifadə etdilər. Alimlər indi populyasiyada fərdlərin genomlarını müqayisə etmək üçün kodlaşdırılmayan DNT-yə əsaslananlar da daxil olmaqla daha mürəkkəb markerlərdən istifadə edirlər. Müəyyən bir növün fərdləri genetik cəhətdən oxşar olsalar da, eyni deyillər. Hər bir fərdin özünəməxsus xüsusiyyətlər dəsti var. Bir populyasiyadakı fərdlər arasında genomdakı bu kiçik fərqlər genetik xəritəçəkmə məqsədləri üçün faydalıdır. Ümumiyyətlə, yaxşı bir genetik marker xromosomda populyasiyada dəyişkənlik və ya polimorfizm (çox formalar) göstərən bölgədir.

Alimlərin genetik xəritələr yaratmaqda istifadə etdikləri bəzi genetik markerlər bunlardır məhdudlaşdırıcı fraqment uzunluğu polimorfizmləri (RFLP), tandem təkrarlarının dəyişən sayı (VNTRs), mikrosatellit polimorfizmləri, və tək nukleotid polimorfizmləri (SNPs). Biz RFLP-ləri (bəzən “rif-dodaqlar” kimi tələffüz olunur) müəyyən edə bilərik ki, bir şəxsin DNT-si DNT-də xüsusi ardıcıllığı tanıyan bir sıra DNT fraqmentləri yaratmaq üçün məhdudlaşdırıcı endonükleaza ilə kəsilir və sonra gel elektroforezindən istifadə edərək təhlil edə bilərik. Hər bir fərdin DNT-si müəyyən məhdudlaşdırıcı endonükleazlar dəsti ilə kəsildikdə unikal zolaq nümunəsi yaradacaq. Elm adamları bunu bəzən fərdin DNT-si “barmaq izi” adlandırırlar. Polimorfizmə məruz qalan bəzi xromosom bölgələri unikal bantlama modelinin yaranmasına səbəb olacaqdır. VNTR-lər DNT-nin kodlaşdırılmayan bölgələrində mövcud olan təkrar nukleotid dəstləridir. Kodlaşdırılmayan və ya “zibil” DNT-nin məlum bioloji funksiyası yoxdur, lakin araşdırmalar göstərir ki, bu DNT-nin çox hissəsi əslində transkripsiya olunur. Onun funksiyası qeyri-müəyyən olsa da, şübhəsiz ki, aktivdir və kodlaşdırma genlərinin tənzimlənməsində iştirak edə bilər. Təkrarların sayı populyasiyanın fərdi orqanizmlərində fərqli ola bilər. Mikrosatellit polimorfizmləri VNTR-lərə bənzəyir, lakin təkrar vahidi çox kiçikdir. SNP-lər tək bir nukleotiddəki dəyişikliklərdir.

Genetik xəritələr tamamilə təbii rekombinasiya prosesinə əsaslandığından, genom sahəsi verilən rekombinasiya səviyyəsində təbii artımlar və ya azalmalar xəritələşdirməyə təsir göstərir. Genomun bəzi hissələri rekombinasiya qaynar nöqtələridir, digərləri isə rekombinasiyaya meyl göstərmir. Bu səbəbdən, bir çox üsullarla hazırlanmış xəritəçəkmə məlumatlarına baxmaq vacibdir.


Mürəkkəb bitki genomlarında gen məkanının tamlığı

Tarixi perspektiv bitkilərdə annotasiya edilmiş genom mürəkkəbliyinin artdığını göstərir.

Müxtəlif gen növlərinin gen tamlığı çoxşaxəli problemdir.

Genom tamlığı, ümumiyyətlə, bir neçə ardıcıl annotasiyaya görə yaxşılaşır.

Qismən gen modelləri hətta model orqanizmlər üçün də problem olaraq qalır.

Genom annotasiyaları bitkilərdə gen funksiyalarını, biokimyəvi və tənzimləyici yolları və ya kəmiyyət əlamət lokuslarını öyrənmək üçün geniş imkanlar təklif edir. Genom annotasiyasının keyfiyyətini və tamlığını müəyyən etmək və onlar arasında tarazlığı qorumaq, hətta yaxşı öyrənilmiş model orqanizmlərin genomları üçün də böyük problemlərdir. Bu icmalda biz müxtəlif bitki genomlarındakı mürəkkəbliyin tarixi icmalını təqdim edirik və tam və yüksək keyfiyyətli genom annotasiyasının əldə edilməsində maneələri və mümkün həll yollarını müzakirə edirik. Biz göstəririk ki, müxtəlif gen növləri üçün bu problemləri həll etmək üçün dəqiq cavab yoxdur, lakin bitki genomikası haqqında biliklərimiz artdıqca və əlavə məlumat mənbələri artdıqca hərəkət edən hədəf olan üstün genom annotasiyasının yaradılmasının iterativ prosesini istiqamətləndirmək üçün məsləhətlər veririk. mövcuddur.


88 Genomların xəritələşdirilməsi

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Genomikanı müəyyənləşdirin
  • Genetik və fiziki xəritələri təsvir edin
  • Genomik xəritəçəkmə üsullarını təsvir edin

Genomika bütün genomların, o cümlədən genlərin tam dəsti, onların nukleotid ardıcıllığı və təşkili, bir növ daxilində və digər növlərlə qarşılıqlı əlaqəsini öyrənir. Genom xəritələşdirilməsi hər bir xromosomda genlərin yerlərinin tapılması prosesidir. Genom xəritələrinin yaratdığı xəritələr küçələrdə hərəkət etmək üçün istifadə etdiyimiz xəritələrlə müqayisə edilə bilər. Genetik xəritə, genləri və onların xromosomdakı yerlərini sadalayan bir illüstrasiyadır. Genetik xəritələr böyük mənzərəni təmin edir (dövlətlərarası magistral xəritəyə bənzər) və genetik markerlərdən istifadə edir (işarələrə bənzər). Genetik marker, müəyyən bir əlamətlə birlikdə ayrılan (genetik əlaqəni göstərən) bir xromosomdakı gen və ya ardıcıllıqdır. Erkən genetiklər bu əlaqə analizi adlandırdılar. Fiziki xəritələr daha kiçik xromosom bölgələrinin intim detallarını təqdim edir (ətraflı yol xəritəsinə bənzər). Fiziki xəritə, fiziki məsafənin nukleotidlərdə, genlər və ya genetik markerlər arasında təsviridir. Bir genomun tam mənzərəsini yaratmaq üçün həm genetik əlaqə xəritələri, həm də fiziki xəritələr tələb olunur. Genomun tam genom xəritəsinin olması tədqiqatçıların fərdi genləri öyrənməsini asanlaşdırır. İnsan genomu xəritələri tədqiqatçılara xərçəng, ürək xəstəliyi və kistik fibroz kimi xəstəliklərlə əlaqəli insan xəstəliyə səbəb olan genləri müəyyən etmək səylərində kömək edir. Çirkləndiriciləri təmizləmək və ya hətta çirklənmənin qarşısını almaq üçün canlı mikroblardan istifadə kimi müxtəlif digər tətbiqlərdə genom xəritəsindən istifadə edə bilərik. Bitki genomunun xəritələşdirilməsini əhatə edən tədqiqat daha yüksək məhsul məhsuldarlığı əldə etməyə və ya iqlim dəyişikliyinə daha yaxşı uyğunlaşan bitkilərin inkişafına səbəb ola bilər.

Genetik xəritələr

Genetik xəritələrin tədqiqi əlaqə analizi ilə başlayır, genlər arasında rekombinasiya tezliyini təhlil edən prosedur onların əlaqəli olub olmadığını və ya müstəqil çeşid göstərdiyini müəyyənləşdirir. Elm adamları bu termindən istifadə etdilər əlaqə DNT-nin kəşfindən əvvəl. Erkən genetiklər orqanizmin genotipini başa düşmək üçün fenotipik dəyişiklikləri müşahidə etməyə etibar edirdilər. Qreqor Mendel (müasir genetikanın atası) xüsusiyyətlərin indi gen dediyimiz şeylər tərəfindən təyin olunduğunu irəli sürməsindən qısa müddət sonra, digər tədqiqatçılar müxtəlif əlamətlərin çox vaxt birlikdə miras alındığını müşahidə etdilər və bununla da genlərin eyni xromosomdakı yerləri ilə fiziki olaraq bağlı olduqları qənaətinə gəldilər. . Əlaqə analizinə əsaslanan bir-birinə nisbətən gen xəritəsi ilk genetik xəritələrin hazırlanmasına səbəb oldu.

Müəyyən əlamətlərin həmişə əlaqəli olduğu və bəzilərinin əlaqəli olmadığı müşahidələri müxtəlif xüsusiyyətlərə malik valideynlər arasında xaçların nəslini öyrənməkdən əldə edilmişdir. Məsələn, bağ noxud təcrübələrində tədqiqatçılar çiçəyin rənginin və bitki poleninin formasının bir-birinə bağlı əlamətlər olduğunu və buna görə də bu əlamətləri kodlayan genlərin eyni xromosomda çox yaxın olduğunu aşkar etdilər. Biz homoloji xromosom cütləri arasında DNT mübadiləsini genetik rekombinasiya adlandırırıq ki, bu da qeyri-qardaş xromatidlər kimi homoloji DNT zəncirləri arasında DNT-ni keçməklə baş verir. Bağlantı təhlili hər hansı iki gen arasında rekombinasiya tezliyinin öyrənilməsini əhatə edir. İki gen arasındakı məsafə nə qədər böyükdürsə, onlar arasında rekombinasiya hadisəsinin baş vermə şansı bir o qədər yüksəkdir və aralarındakı rekombinasiya tezliyi bir o qədər yüksəkdir. (Şəkil) meioz zamanı iki qardaş olmayan xromatid arasında rekombinasiya üçün iki imkan göstərir. İki gen arasında rekombinasiya tezliyi 50 faizdən azdırsa, onlar əlaqələndirilir.


Genetik xəritələrin yaradılması üçün markerlər tələb olunur, necə ki, yol xəritəsində orientirlər (çaylar və dağlar kimi) tələb olunur. Elm adamları erkən genetik xəritələr əsasında məlum genlərdən markerlər kimi istifadə etdilər. Alimlər indi populyasiyada fərdlərin genomlarını müqayisə etmək üçün kodlaşdırılmayan DNT-yə əsaslananlar da daxil olmaqla daha mürəkkəb markerlərdən istifadə edirlər. Müəyyən bir növün fərdləri genetik cəhətdən oxşar olsalar da, eyni deyillər. Hər bir fərdin özünəməxsus xüsusiyyətlər dəsti var. Bir populyasiyadakı fərdlər arasında genomdakı bu kiçik fərqlər genetik xəritəçəkmə məqsədləri üçün faydalıdır. Ümumiyyətlə, yaxşı bir genetik marker xromosomda populyasiyada dəyişkənlik və ya polimorfizm (çox formalar) göstərən bölgədir.

Elm adamlarının genetik xəritələrin yaradılmasında istifadə etdikləri bəzi genetik markerlər məhdudlaşdırma fraqmentinin uzunluğu polimorfizmləri (RFLP), dəyişən tandem təkrarlarının sayı (VNTR), mikrosatellit polimorfizmləri və tək nukleotid polimorfizmləridir (SNP). DNT-də bir sıra DNT fraqmentləri yaratmaq üçün DNT-də xüsusi ardıcıllığı tanıyan məhdudlaşdırıcı endonükleaza ilə fərdin DNT-si kəsildikdə RFLP-ləri (bəzən “rif-dodaqlar” kimi tələffüz olunur) aşkar edə bilərik, sonra gel elektroforezindən istifadə edərək təhlil edə bilərik. Hər bir fərdin DNT-si müəyyən məhdudlaşdırıcı endonükleazlar dəsti ilə kəsildikdə unikal zolaqlar nümunəsi yaradacaq. Elm adamları bunu bəzən fərdin DNT-si “barmaq izi” adlandırırlar. Polimorfizmə məruz qalan bəzi xromosom bölgələri unikal bantlama modelinin yaranmasına səbəb olacaqdır. VNTR-lər DNT-nin kodlaşdırılmayan bölgələrində mövcud olan təkrar nukleotid dəstləridir. Kodlaşdırılmayan və ya “zibil” DNT-nin məlum bioloji funksiyası yoxdur, lakin araşdırmalar göstərir ki, bu DNT-nin çox hissəsi əslində transkripsiya olunur. Onun funksiyası qeyri-müəyyən olsa da, şübhəsiz ki, aktivdir və kodlaşdırma genlərinin tənzimlənməsində iştirak edə bilər. Təkrarların sayı populyasiyanın fərdi orqanizmlərində fərqli ola bilər. Mikrosatellit polimorfizmləri VNTR-lərə bənzəyir, lakin təkrar vahidi çox kiçikdir. SNP-lər tək bir nukleotiddəki dəyişikliklərdir.

Genetik xəritələr tamamilə təbii rekombinasiya prosesinə əsaslandığından, genom sahəsi verilən rekombinasiya səviyyəsində təbii artımlar və ya azalmalar xəritələşdirməyə təsir göstərir. Genomun bəzi hissələri rekombinasiya qaynar nöqtələridir, digərləri isə rekombinasiyaya meyl göstərmir. Bu səbəbdən, bir çox üsullarla hazırlanmış xəritəçəkmə məlumatlarına baxmaq vacibdir.

Fiziki xəritələr

Fiziki xəritə genetik markerlər arasındakı faktiki fiziki məsafənin təfərrüatını, həmçinin nukleotidlərin sayını təmin edir. Alimlərin fiziki xəritə yaratmaq üçün istifadə etdiyi üç üsul var: sitogenetik xəritəçəkmə, radiasiya hibrid xəritəçəkmə və ardıcıllıq xəritəsi. Sitogenetik xəritələmə ləkələnmiş xromosom bölmələrinin mikroskopik analizindən əldə edilən məlumatlardan istifadə edir ((Şəkil)). Sitogenetik xəritələşdirmədən istifadə edərək genetik markerlər arasındakı təxmini məsafəni müəyyən etmək mümkündür, lakin dəqiq məsafəni (baza cütlərinin sayı) deyil. Radiasiya hibrid xəritəsi DNT-ni parçalara ayırmaq üçün rentgen şüaları kimi radiasiyadan istifadə edir. Biz daha kiçik və ya daha böyük fraqmentlər yaratmaq üçün radiasiya miqdarını tənzimləyə bilərik. Bu texnika genetik xəritələşdirmə məhdudiyyətini aradan qaldırır və biz radiasiyanı elə tənzimləyə bilərik ki, artan və ya azalmış rekombinasiya tezliyi ona təsir etməsin. Ardıcıllığın xəritələşdirilməsi, baza cütlərinin sayı ilə ölçülən məsafələrlə təfərrüatlı fiziki xəritələr yaratmağa imkan verən DNT sekvensiyası texnologiyasının nəticəsi idi. Genomik kitabxanaların və tamamlayıcı DNT (cDNT) kitabxanalarının (klonlaşdırılmış ardıcıllıqların və ya genomdan bütün DNT kolleksiyalarının) yaradılması fiziki xəritələşdirmə prosesini sürətləndirdi. Elm adamlarının ardıcıllıq texnologiyası ilə fiziki xəritə yaratmaq üçün istifadə etdikləri genetik sayt (ardıcıllıqla işarələnmiş sayt və ya STS) məlum dəqiq xromosom yeri olan genomdakı unikal ardıcıllıqdır. İfadə edilmiş ardıcıllıq etiketi (EST) və tək ardıcıllıq uzunluğu polimorfizmi (SSLP) ümumi STS-lərdir. EST, genetik və fiziki xəritələr arasında əlaqəni təmin edən məlum genetik markerlərdən SSLP əldə edərkən cDNA kitabxanaları ilə müəyyən edə biləcəyimiz qısa STS-dir.


Genetik və Fiziki Xəritələrin İnteqrasiyası

Genetik xəritələr konturları, fiziki xəritələr isə təfərrüatları təmin edir. Hər iki genom xəritələşdirmə texnikası növünün böyük mənzərəni göstərmək üçün niyə vacib olduğunu başa düşmək asandır. Alimlər genomu öyrənmək üçün hər bir texnikanın məlumatlarından kombinasiyada istifadə edirlər. Elm adamları tədqiqat üçün müxtəlif model orqanizmlərlə genomik xəritələmədən istifadə edirlər. Genom xəritələşdirilməsi hələ də davam edən bir prosesdir və tədqiqatçılar daha təkmil texnikalar inkişaf etdirdikcə, daha çox irəliləyiş gözləyirlər. Genom xəritələşdirilməsi hər bir mövcud məlumat parçasından istifadə edərək mürəkkəb tapmacanı tamamlamağa bənzəyir. Bütün dünyada laboratoriyalarda yaradılan xəritəçəkmə məlumatları Milli Biotexnologiya Məlumat Mərkəzində (NCBI) GenBank kimi mərkəzi məlumat bazalarına daxil olur. Tədqiqatçılar məlumatın digər tədqiqatçılar və geniş ictimaiyyət üçün daha asan əlçatan olması üçün səy göstərirlər. Yollarda hərəkət etmək üçün kağız xəritələr əvəzinə qlobal yerləşdirmə sistemlərindən istifadə etdiyimiz kimi, NCBI data-mining prosesini sadələşdirmək üçün genom görüntüləmə aləti yaratmışdır.

Genom Xəritə Baxıcısından Necə İstifadə Edilir

Problemin ifadəsi: İnsan, makaka və siçan genomlarında ümumi DNT ardıcıllığı varmı?

Fərziyyəni yoxlamaq üçün bu linkə klikləyin.

Sol paneldəki Axtarış qutusuna irisin piqmentasiyası (göz rəngi) kimi istənilən gen adını və ya fenotipik xarakteristikasını yazın. Öyrənmək istədiyiniz növləri seçin və sonra Enter düyməsini basın. Genom xəritəsi görüntüləyicisi axtarışınızda hansı xromosomun geni kodladığını göstərəcək. Daha ətraflı məlumat üçün genom görüntüləyicisindəki hər vuruşa klikləyin. Bu tip axtarış genom görüntüləyicisinin ən əsas istifadəsidir. Siz həmçinin növlər arasında ardıcıllığı, eləcə də bir çox digər mürəkkəb tapşırıqları müqayisə etmək üçün istifadə edə bilərsiniz.

Hipotez doğrudurmu? Niyə və ya niyə?

İnsanda Onlayn Mendel İrsi (OMIM) insan genləri və genetik pozğunluqların axtarıla bilən onlayn kataloqudur. Bu veb sayt genom xəritələmə məlumatlarını göstərir, həmçinin hər bir əlamət və pozğunluğun tarixini və tədqiqini təfərrüatlandırır. Xüsusiyyətləri (məsələn, əl tutma) və genetik xəstəlikləri (diabet kimi) axtarmaq üçün bu linkə klikləyin.

Bölmənin xülasəsi

Genom xəritələşdirilməsi bütün dünyada laboratoriyalardan gələn məlumat parçaları ilə böyük, mürəkkəb tapmacanın həllinə bənzəyir. Genetik xəritələr genom daxilində genlərin yerləşdirilməsi üçün kontur təqdim edir və meioz zamanı rekombinasiya tezlikləri əsasında genlər və genetik markerlər arasındakı məsafəni təxmin edir. Fiziki xəritələr genlər arasındakı fiziki məsafə haqqında ətraflı məlumat verir. Ən təfərrüatlı məlumat ardıcıl xəritələmə vasitəsilə əldə edilir. Tədqiqatçılar bütöv bir genomu öyrənmək üçün bütün xəritələşdirmə və ardıcıllıq mənbələrindən alınan məlumatları birləşdirirlər.


DNT və RNT çıxarılması

Nuklein turşularını öyrənmək və ya manipulyasiya etmək üçün əvvəlcə DNT və ya RNT təcrid olunmalı və ya hüceyrələrdən çıxarılmalıdır. Müxtəlif növ DNT çıxarmaq üçün müxtəlif üsullardan istifadə olunur (Şəkil 1). Nuklein turşusunun çıxarılması üsullarının əksəriyyəti hüceyrəni açmaq və arzuolunmaz bütün makromolekulları (arzuolunmaz molekulların parçalanması və DNT nümunəsindən ayrılma kimi) məhv etmək üçün enzimatik reaksiyalardan istifadə etmək üçün addımları əhatə edir. Hüceyrələr a istifadə edərək sındırılır liziz tamponu (əsasən yuyucu vasitə olan məhlul) lizis "parçalanmaq" deməkdir. Bu fermentlər hüceyrə membranlarında və nüvə membranlarında lipid molekullarını parçalayır. kimi fermentlər vasitəsilə makromolekullar təsirsiz hala gətirilir proteazlar zülalları parçalayan və ribonukleazlar RNT-ni parçalayan RNT-lər. DNT daha sonra spirt istifadə edərək çökdürülür. İnsan genomik DNT adətən jelatinli, ağ kütlə şəklində görünür. DNT nümunələri dondurulmuş halda -80°C-də bir neçə il saxlanıla bilər.

Şəkil 1. Bu diaqram DNT-nin çıxarılması üçün istifadə olunan əsas üsulu göstərir.

Hüceyrələrdə gen ifadə nümunələrini öyrənmək üçün RNT analizi aparılır. RNT təbii olaraq çox qeyri-sabitdir, çünki RNT-lər təbiətdə adətən mövcuddur və inaktivləşdirilməsi çox çətindir. DNT kimi, RNT hasilatı makromolekulları təsirsiz hala gətirmək və RNT-ni qorumaq üçün müxtəlif tamponların və fermentlərin istifadəsini nəzərdə tutur.

Şəkil 2. Yeddi nümunədən alınan DNT fraqmentləri gel üzərində işləyir, flüoresan boya ilə boyanır və UV işığı altında baxılır. (Kredit: James Jacob, Tompkins Cortland Community College)


Xərçəng Proteomikası

Xəstəliyin genetik əsasını anlamaq üçün xüsusi xəstəliklərdən əziyyət çəkən xəstələrin genomları və proteomları öyrənilir. Proteomik yanaşmalarla öyrənilən ən görkəmli xəstəlik xərçəngdir. Xərçəngin skrininqini və erkən aşkarlanmasını yaxşılaşdırmaq üçün proteomik yanaşmalar istifadə olunur, buna xəstəlik prosesindən təsirlənən zülalların müəyyən edilməsi ilə əldə edilir. Fərdi zülal biomarker adlanır, ifadə səviyyələri dəyişdirilmiş zülallar dəsti isə aprotein imzası adlanır. Bir biomarker və ya zülal imzasının xərçəngin erkən skrininqinə və aşkarlanmasına namizəd kimi faydalı olması üçün o, tər, qan və ya sidik kimi bədən mayelərində ifraz edilməlidir ki, geniş miqyaslı müayinələr qeyri -invaziv moda. Xərçəngin erkən aşkarlanması üçün biomarkerlərdən istifadə ilə bağlı mövcud problem yalan-mənfi nəticələrin yüksək olmasıdır. Yanlış mənfi, müsbət olması lazım olan səhv bir test nəticəsidir. Başqa sözlə, bir çox xərçəng halları aşkar edilmir, bu da biomarkerləri etibarsız edir. Xərçəngin aşkarlanmasında istifadə edilən protein biomarkerlərinin bəzi nümunələri yumurtalıq xərçəngi üçün CA-125 və prostat xərçəngi üçün PSA-dır. Protein imzaları xərçəng hüceyrələrini aşkar etmək üçün biomarkerlərdən daha etibarlı ola bilər. Proteomika fərdi müalicə planlarını hazırlamaq üçün də istifadə olunur ki, bu da bir insanın xüsusi dərmanlara cavab verib-verməyəcəyinin proqnozlaşdırılmasını və fərdin qarşılaşa biləcəyi yan təsirləri ehtiva edir. Proteomika xəstəliyin təkrarlanma ehtimalını proqnozlaşdırmaq üçün də istifadə olunur.

Milli Xərçəng İnstitutu xərçəngin aşkarlanması və müalicəsinin təkmilləşdirilməsi üçün proqramlar hazırlayıb. Xərçəng üçün Klinik Proteomik Texnologiyalar və Erkən Aşkarlama Tədqiqat Şəbəkəsi müxtəlif xərçəng növlərinə xas olan zülal imzalarını müəyyən etmək səyləridir. Biotibbi Proteomika Proqramı zülal imzalarını müəyyən etmək və xərçəng xəstələri üçün effektiv müalicələr hazırlamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.


Xərçəng Proteomikası

Xəstəliyin genetik əsasını anlamaq üçün xüsusi xəstəliklərdən əziyyət çəkən xəstələrin genomları və proteomları öyrənilir. Proteomik yanaşmalarla öyrənilən ən görkəmli xəstəlik xərçəngdir. Xərçəngin skrininqini və erkən aşkarlanmasını təkmilləşdirmək üçün proteomik yanaşmalar istifadə olunur, buna xəstəlik prosesindən təsirlənən zülalları müəyyən etməklə əldə edilir. Fərdi zülal biomarker, ifadə səviyyələri dəyişdirilmiş zülallar dəsti isə zülal imzası adlanır. Bir biomarker və ya zülal imzasının xərçəngin erkən skrininqinə və aşkarlanmasına namizəd kimi faydalı olması üçün o, tər, qan və ya sidik kimi bədən mayelərində ifraz edilməlidir ki, geniş miqyaslı müayinələr qeyri -invaziv moda. Xərçəngin erkən aşkarlanması üçün biomarkerlərdən istifadə ilə bağlı mövcud problem yalan-mənfi nəticələrin yüksək olmasıdır. Yanlış mənfi, müsbət olması lazım olan səhv bir test nəticəsidir. Başqa sözlə, bir çox xərçəng halları aşkar edilmir, bu da biomarkerləri etibarsız edir. Xərçəngin aşkarlanmasında istifadə edilən protein biomarkerlərinin bəzi nümunələri yumurtalıq xərçəngi üçün CA-125 və prostat xərçəngi üçün PSA-dır. Protein imzaları xərçəng hüceyrələrini aşkar etmək üçün biomarkerlərdən daha etibarlı ola bilər. Proteomika fərdi müalicə planlarını hazırlamaq üçün də istifadə olunur ki, bu da bir insanın xüsusi dərmanlara cavab verib-verməyəcəyinin proqnozlaşdırılmasını və fərdin qarşılaşa biləcəyi yan təsirləri ehtiva edir. Proteomika xəstəliyin təkrarlanma ehtimalını proqnozlaşdırmaq üçün də istifadə olunur.

Milli Xərçəng İnstitutu xərçəngin aşkarlanması və müalicəsini təkmilləşdirmək üçün proqramlar hazırlayıb. Xərçəng üçün Klinik Proteomik Texnologiyalar və Erkən Aşkarlama Tədqiqat Şəbəkəsi müxtəlif xərçəng növlərinə xas olan zülal imzalarını müəyyən etmək səyləridir. Biotibbi Proteomika Proqramı zülal imzalarını müəyyən etmək və xərçəng xəstələri üçün effektiv müalicələr hazırlamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.


Maddələr mübadiləsi haqqında daha az

Təsəvvür edərdiniz ki, mənim işlədiyim mikroblar dünyası çoxhüceyrəli eukariotlar dünyasından daha sadə və daha yaxşı müəyyənləşdirilmişdir, lakin ən sadə mikroblar, onların necə fəaliyyət göstərdiyi və cavabları haqqında anlamadığımız çoxlu sayda var. genomun funksiyalarını hələ bilmədiyimiz hissələrində müəyyən dərəcədə yalan olmalıdır. Beləliklə, genomların naməlum hissələri ilə bağlı fundamental açıq suallar, hətta ən sadə hüceyrələrin necə işlədiyini başa düşmək üçün digər yanaşmaları çox məhdudlaşdıracaq və mənim öz araşdırmamdan bir neçə nümunə ağlıma gəlir. Bunlardan biri, genom ardıcıllığı haqqında bildiklərimizdən qlobal metabolizmi yenidən qurmaq cəhdlərimizdir. Bu, metabolik yolların qurulması üçün genom xəritələrindən alınan məlumatlara alqoritmlərin tətbiqini əhatə edir ki, orqanizmi müəyyən bir şəkildə böyütsəniz və ya onu hansısa şəkildə narahat etsəniz nə olacağını təxmin etməyə çalışaq. Məlum oldu ki, onların hamısı kifayət qədər məhduddur və bunun bir səbəbi də qismən genomda daxil edilməyən məlumat olmalıdır, çünki bunun nə demək olduğunu bilmirik.

İkinci misal, müəyyən bir hüceyrədəki bütün metabolitləri müəyyən etməyə yönəlmiş başqa bir -omik yanaşma, metabolomikadır. Ancaq ən sadə hüceyrədə belə, kütləvi spektroskopiya ilə müəyyən edilmiş bəlkə də 2000 metabolit zirvəsini görə bilərsiniz, onların bəlkə də 10% -ni tanıya bilərik. Bir mənada, ən sadə hüceyrədə belə, bioloji sistemləri nə qədər az dərk etdiyimizi dərk etmək qeyri-adi dərəcədə maarifləndiricidir. İnsan hüceyrəsinin sistem biologiyasını, istər beyində, istər qaraciyərdə, istərsə də ayağın baş barmağında, bizim başa düşmədiyimiz genomik məlumat otağında olan bu fillə necə başa düşəcəyimizi düşünməlisiniz.


Biologiya Ev tapşırığı Fəsil 12: DNT Profilinqi və Genomika

Dərslik tapşırığı: Fəsil 12: DNT Texnologiyası və Genomika, bölmələr 11-21.

Tədris qeydləri
  • 12.11 DNT ardıcıllığı və uyğunlaşdırılması (bəzən DNT barmaq izi adlanır) cinayət yerində olan şəxsləri hüceyrələrin (qan və ya saç kimi) mənbəyi kimi müəyyən edə bilər, onlar həmçinin ailə ağacları vasitəsilə mirası müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər.
  • 12.12: The polimeraza zəncirvari reaksiya (PCR) tədqiqat üçün xüsusi DNT fraqmentinin milyonlarla nüsxəsini istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər.
  • 12.13: In gel elektroforezi, xüsusi məhdudlaşdırıcı fermentlərdən istifadə edərək kəsilmiş DNT seqmentləri seqmentləri ehtiva edən geldən elektrik cərəyanı keçirərək "çevrilə bilər". Yüngül seqmentlər daha böyük çəkiyə malik seqmentlərdən daha uzağa gedir və ardıcıllığı uzunluğa görə effektiv şəkildə çeşidləyir.
  • 12.14: Qısa tandem təkrarlanır (STRs) faktiki genlər arasında inronda dəfələrlə təkrarlanan nukleotid ardıcıllıqlarıdır. Təkrarların sayı fərdi insanlarda dəyişə bilər. Bir çox yerdə STR üçün DNT-nin təhlili məhkəmə ekspertlərinə DNT-nin mənbəyi olan şəxsi müəyyən etməyə imkan verir.
  • 12.15: DNT profilləşdirmə üsullar təkcə fərdləri cinayət yerində yerləşdirmək üçün deyil, həm də ənənəvi üsulların mümkün olmadığı fəlakətlərin qurbanlarını müəyyən etmək və "soyuq" işləri həll etmək və ya qədim mənbələrdən əldə edilən DNT sübutlarını müasir növlərlə müqayisə etmək üçün istifadə edilə bilər.
  • 12.16: Tək nukleotid polimorfizmləri (SNP) müəyyən bir gendə baş verən fərdi əsas cütlərindəki fərqlərdir. Bunlar məhdudlaşdırma yerində baş verdikdə, müəyyən bir məhdudlaşdırıcı ferment tərəfindən istehsal olunan DNT fraqmentlərinin uzunluğunu dəyişdirərək, məhdudlaşdırıcı fermentin DNT-ni kəsmə qabiliyyətini dəyişə bilər. Bu fərqlər və ya məhdudlaşdırıcı fraqment uzunluğu polimorfizmləri (RLFPs) həmçinin DNT nümunələrinin uyğun olub olmadığını və ya fərqli olduğunu sürətlə müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər.
  • 12.17: Genomika tam genomları və müəyyən bir orqanizm üçün bütün xromosomlar üçün tam DNT ardıcıllığını öyrənir. Tam ardıcıllığa malik olmaq bizə xüsusi zülal istehsalı üçün genləri müqayisə etməyə və müxtəlif orqanizmlər arasında genetik quruluşda oxşarlıqları müəyyən etməyə imkan verir.
  • 12.18 İnsan Genomu layihəsi insan xromosomlarındakı bütün genləri müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
  • 12.19: The bütün genom ov tüfəngi üsulu tədqiqatçılara bütöv bir insan DNT genomunu məhdudlaşdırıcı fraqmentlərə ayırmağa və kompüter texnikalarından istifadə edərək təhlil etməyə imkan verir. Metod nisbətən sürətli və ucuz olsa da, bəzi problemlər var.
  • 12.20: Proteomika müəyyən bir genom tərəfindən həqiqətən istehsal olunan zülalların çeşidinə baxır. Bu zülallar təkcə DNT spiralında olmayan ümumi DNT strukturunda (histon müdaxiləsi daxil olmaqla) fərqi aşkar edə bilər.
  • 12.21 Genomların müqayisəsi bioloqlar tərəfindən orqanizmlərin nə qədər yaxından əlaqəli ola biləcəyini müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Bu müqayisələrin təkamül nəzəriyyələrinə necə bənzədiyini görəcəyik.

Veb mühazirə

Söhbətdən əvvəl aşağıdakı veb mühazirəni oxuyun: Gen ardıcıllığı və insan genomu

Hər hansı bir sualınız barədə qeydlər aparın və mühazirəni söhbətdə müzakirə etməyə hazır olun.

Tədris Fəaliyyəti

Aşağıdakı təhsil fəaliyyətini yerinə yetirin:

Söhbətə Hazırlıq Fəaliyyətləri

  • Esse sualı: Sessiya üçün Moodle forumu söhbətə hazırlaşmağınız üçün sizə xüsusi öyrənmə sualı təyin edəcək. Bu sualı oxuyub cavabınızı göndərməlisiniz əvvəl söhbət bu sessiya üçün başlayır.
  • Ustadlıq məşqi: Fəsil üçün Moodle Ustalığı məşqində söhbət mövzumuzla bağlı bölmələr olacaq. Söhbət başlamazdan əvvəl bunları tamamlamağa çalışın ki, suallar verə biləsiniz.

Fəsil testi

  • Tələb olunur: Ustalıq Məşqini 85% və ya daha yüksək nəticə ilə tamamlayın.
  • Könüllü: Dərslik çoxseçimli suallarla özünüzü sınayın və hələ də məntiqli olmayan qaçırdığınız hər hansı birini qeyd edin. Söhbət üçün suallar verin!
  • Moodle gedin və bu fəsil üçün viktorinadan keçin.

Laboratoriya işi

© 2005 - 2021 Bu kurs onlayn kurslar vasitəsilə klassik xristian təhsilini dəstəkləyən qeyri-kommersiya təşkilatı olan Scholars Online vasitəsilə təklif olunur. Fərdi təhsil üçün kurs məzmununu (dərslər və laboratoriyalar) köçürmək icazəsi Scholars Online vasitəsilə hazırda və ya əvvəllər kursda qeydiyyatdan keçmiş tələbələrə verilir. Müəllifin açıq yazılı razılığı olmadan hər hansı digər məqsədlə təkrar istehsalı qadağandır.


Videoya baxın: Ders #6 -Cinsiyyetin genetikasi (BiləR 2022).