İnsan genomunun aşağıdakilerden oluştuğu bilinmektedirdört "harf". Geleneksel olarak A, C, G ve T olarak adlandırılırlar. Yani insan genomu tamamen dört tip molekülden oluşur - adenin, sitozin, guanin ve timin. Genlerdeki daha fazla sayıda kromozom, daha büyük bir gelişimin kanıtı değildir. Yalnızca belirli bir biyolojik türün geçmeyi başardığı tehdit ve şokların sayısı hakkında konuşur. DNA'da hangi bilgiler bulunur ve insan genomunun içeriğini deşifre etmek hangi yöntemlerle mümkün olmuştur?
Genetik araştırmanın amaçları
Tam genom dizilimi okumaya izin verirbu "harflerin" tüm dizileri. Bilinmeyen genleri tanımlamanıza ve tıbbi tedaviyi olabildiğince etkili hale getirmenize olanak tanır. Bu nedenle en popüler tıbbi hizmetlerden biri (tabii ki bunu karşılayabilenler arasında) dizilemedir. Diyabet, kötü huylu tümörler ve kalp hastalığı - bu hastalıklara yatkınlık DNA kod çözme prosedürü ile belirlenebilir. Elde edilen tahminlere dayanarak, bir kişi olumsuz çevresel faktörleri azaltmak için yaşam tarzını ayarlama olanağına sahiptir. Bu nedenle, bazı araştırmacılar, yenidoğanlarla ilgili zorunlu çalışmalar setine tam genom dizilemesinin dahil edilmesi gerektiğine inanmaktadır.
Proje tarihi
Genom kod çözme projesi,90'ların başında. Genomun kodunun tamamen çözülmesinin gerçekleşmesi yaklaşık on buçuk yıl sürdü. Bu bilimsel proje, Çin, Almanya, Fransa, Japonya gibi çeşitli ülkelerden bilim adamlarını kendi etrafında birleştirdi. Yeni milenyumun başında, Bill Clinton ve Tony Blair genomun "taslağının" tamamlandığını resmen duyurdu. 2006 yılında Nature, son kromozom dizisinin elde edildiğine dair bilgi yayınladı. Genetik hizmetler için pazarda ayrıca, bir DNA molekülündeki hasarlı alanları belirleme işlemi olan ekzom dizileme ortaya çıktı. Toplum, yeni bir çağın eşiğinde olduğuna inanıyordu.
Sıralama nedir?
Sıralama son adımdırinsan genomunun analizi. Bundan önce aşağıdaki aşamalar gelir: malzeme seçilir ve klonlanır. Ayrıca daha basit yöntemler kullanılarak DNA bölümünün bir ön testi de var. Dizileme, bir DNA molekülünün nükleotid dizisinin son belirlemesidir. Bu genetik araştırmanın iki yolu vardır: Birincisi, Maxam-Gilbert yöntemi kullanılır. Bir DNA molekülünü bir tabanda parçalama yöntemlerine dayanmaktadır. Pratikte daha sık kullanılan daha kolay bir yol var. Bu sözde dideoksi yöntemi veya Sanger sıralamasıdır.
Sanger'e göre genom kod çözme aşamaları
İkinci yöntem aşağıdaki araştırma aşamalarını içerir:
- DNA molekülünün incelenen parçası, primer ile melezlenir;
- molekülün enzimatik sentezi gerçekleşir;
- sonraki aşamada, malzeme elektroforeze tabi tutulur;
- ve son olarak, elde edilen sonuçlar genetik araştırmacılar tarafından bir radyo imzası kullanılarak analiz edilir.
Bu cihazların çoğu, DNA molekülündeki 300'e kadar bandı tanıyabilir.
Sanger DNA Kod Çözme İşlemi
Orijinal sıralama yöntemibilim adamları genomları işlemek için kullanabildiler, Sanger dizileme (Sanger dizileme) oldu. Özü şu şekildedir: DNA klonlanır ve ardından ortaya çıkan karışım dört parçaya bölünür. Her biri, aşağıdaki maddelerin bulunduğu özel bir çözelti içine yerleştirilir:
- DNA polimeraz molekülleri;
- çoğaltma sürecini kolaylaştıran primerler;
- dört nükleotid kopyadan oluşan bir karışım;
- bunların varyasyonlarını nükleotidlerden ayırın.
Bu nedenle, Sanger'in genom kod çözme işlemi, insan DNA'sını klonlama süreciyle neredeyse aynıdır. Bu süreçler yalnızca yanlış bileşenlerin nükleotidlere karıştırılmasıyla farklılık gösterir.
Bugün şifre çözme işlemi
Sanger sıralama yöntemi artık tamamenotomatiktir. Özel ekipman üzerinde gerçekleştirilir - bu makinelere sıralayıcılar denir. Kimyasal reaksiyonlar bir test tüpünde gerçekleştirilir. Sanger kod çözme sonucunda elde edilen sonuçlar bilgisayar teknolojisi kullanılarak analiz edilir. Modern sıralayıcılar aynı anda 600-1000 nükleotidden gelen bilgileri "okuyabilir". Otomasyonla, sıralama süreci artık eskisinden çok daha hızlı.
Mevcut olacak mı?
Şimdi üreten lider ülkelerDNA dizilemesi Çin ve Amerika Birleşik Devletleri'dir. Bir rekabet durumundalar - insan genomunu deşifre eden ilk ülke kazanacak ve ona yüz dolardan az harcayacak. Ilumina adlı bir Amerikan araştırma şirketi, Çin'in bu konudaki ana düşmanıdır. 2010'da Çinli bilim adamları birinci sınıf ekipman satın aldılar ve bu da onların genom dizileme hizmetleri pazarında tüm bu yıllar boyunca lider pozisyonlarda yer almalarına izin verdi. Ancak, ilk olarak, bu cihazlar kaçınılmaz olarak modası geçmiş hale geldi ve ikincisi, DNA'nın kodunu çözme hizmeti gittikçe daha ucuz hale geliyor. Şimdi Çin, zaten eksik olan fonları yurtdışından ekipmana harcamak istemiyor - bilim adamları kendi ekipmanlarını geliştirmeye karar verdi. Liderlik savaşını kim kazanacak - gelecek gösterecek. Ancak bugün bazı durumlarda genom kod çözme maliyeti 600 dolardan fazla değildir.
Gen kod çözme gerçekten yardımcı mı?
Ancak, bu konuda her şey o kadar basit değil.Bazı araştırmacılar, gen sıralamanın zararlı olmaktan daha az yararlı olduğu konusunda ısrar ediyor. Bu süreç gerçekten bir bireye bir şeyler verebilir mi yoksa bilime bir katkı olabilir mi? Neden bazı uzmanlar DNA kodunu çözmekten daha çok eleştiriyor?
Gerçek şu ki, onların bakış açısından sıralama yöntemlerivizyon, kahve telvesinde ultra modern bir falcılıktan başka bir şey değildir. Kişi, genomu hakkında bilgi almaktan sorumludur. Farklı güdüler insanları DNA'ları hakkındaki soruları yanıtlamaya iter. Birisi kendini daha iyi tanımak için bu şekilde çalışır. Birisi kendini hastalıklardan korumaya çalışır ve onu güvende tutmak için her şeyi yapar. Ancak bu yaklaşım son derece olumsuz olabilir.
Örneğin, risk altında olduklarını öğrenen insanlaronkoloji ile hastalanırlar, gelecekte ciddi depresyondan muzdarip olmaya başlarlar ve durmadan doktorlara koşarlar. Ve bu, tam sıralamanın bile% 50 riskle korkunç hastalıkların gelişimini öngören sonuçlar vermesine rağmen. Ancak, bu hizmetlerin müşterileri arasında bir histeri dalgası yayılıyor. Bütün bunlar, örneğin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bazı yetkililerin, tıp şirketlerinin faaliyetlerinin kısıtlanmasını ciddiye almasına yol açmıştır.
Genetik pasaport - evet mi hayır mı?
Ev ortamında daha popüler olan"genetik pasaport" ifadesi. Ancak, çoğu zaman olduğu gibi, bilim, başarılarının tüm sonuçlarını tahmin edememiştir. Sonuçta, "harflerin" kodunun çözülmesi henüz yazılı "kelimelerin" doğru anlaşılacağını garanti etmemektedir. Örneğin, genetikçiler insan genomunda kaç tane gen bulunduğu sorusuna kesin olarak cevap veremiyor. Daha önce bu sayının 10 bin ile 40 bin arasında değiştiğine inanılıyordu. Şimdi araştırmacılar bu sayının 10 ila 25 bin arasında değiştiğini varsayıyorlar. Daha kesin söylemek imkansız. Ve genom dizilimi, bilimsel bir keşfin nasıl daha fazla cevapsız sorulara neden olduğuna dair sadece bir örnektir.
Genomun kodunu çözmenin maliyeti şimdiyaklaşık 1 bin dolar. Bununla birlikte, çoğu kişi için gen okumak yalnızca ek bir stres kaynağıdır. Müşteriler, kendi paraları için, geceleri uyuyamayacakları sonuçlar alırlar. Sekanslama, çeşitli genler hakkında bilgi edinmeyi içeren bir çalışmadır. "Genetik pasaport" dahil, çeşitli hastalıkların - diyabet, obezite, kardiyovasküler hastalıklar - gelişiminde rol oynayan genleri içerir. Bu hastalıklar için genetik ön koşulların olabileceğini anlamak için uluslararası düzeyde bir genetikçi olmanıza gerek yok, ancak bir kişinin yol gösterdiği yaşam tarzı önemli bir rol oynar.
Olası hatalar
Şimdi birçok bilim adamı,sıralama süreci genellikle hataları önleyemez. Dahası, olasılıkları onda bir olarak değil, yüzde olarak ölçülür. Oluşumları, şifre çözme teknolojisinin özellikleriyle ilişkilidir. Sıralama, birkaç bin kare uzunluğundaki devasa bir filmin kopyasını oluşturmakla karşılaştırılabilecek bir süreçtir. Bu durumda, 20 kareden uzun olmayan kopyaların çekilmesine izin verilir. Bunları olabildiğince doğru yapmak için, "bir marjla" kaldırılırlar, böylece ek segmentler birbiriyle örtüşür. İnsan genomunun deşifre edilmesi daha da zordur - sonuçta insan kromozomunun uzunluğu onlarca ve yüz milyarlarca harftir. İnsan genomunun bir araya getirilmesi görevi birçok ülke için oldukça iddialı olmuştur. Bununla birlikte, şimdi yalnızca bir sonuç çıkarılabilir - genom çok sayıda hatayla bir araya getirildi. Belki gelecekte bilim adamları verileri daha doğru bir şekilde toplayabilecekler. Ve bugün bu duruma katlanmamız gerekiyor.