Редуването на геномите на прост

За определяне на нуклеотидната последователност (т.е.. Е. Първична структура) на специфичен участък от ДНК първо е необходимо да се опрости, което се постига чрез намаляване на броя на относително кратко. Това може да стане, например, с помощта на специален "скалпел" с ДНК - рестрикционни ензими, които вече са били обсъдени по-горе.

Секвениране протозои, чиито геном е относително малък, обикновено се използва процедура, наречена условно "надолу". Всички ДНК "рязане" на парчета с помощта на ензими, вече споменати по-горе рестрикционни ензими и след това се секвенира тези парчета отделно, и след това "залепени" са пълен геном. "Свързване" на оригинала се осъществява с това, че нуклеотидните последователности от различни парчета се припокриват един с друг, т.е.. Е. Краищата са идентични. Тази методика се нарича "пушка". Същността на тази процедура е отразена на фиг. 16.

Фиг. 16. Схемата на стратегия "пушка", използван за секвениране големи ДНК молекули

Въпреки това, в случай на такова много сложна геном като човешкия геном, започнахме с друг, а именно определяне на позицията на известни гени и други генетични маркери на хромозомите на индивид, т.е. с генетично картиране на генома. Подобни задачи генетични експерименти с по-прости обекти все още се опитват да решат Т. Морган, който за работата си печели Нобелова награда през 1933 г.. Сега има по-ефективни методи. Един от тях, наречен метод на "радиация хибрид" е както следва. човешки клетки растат ин витро в културална среда се облъчва с рентгенови лъчи, което води до клетъчна смърт в резултат от хромозомната ДНК сегмент на парчета с от 2.5 до 25 Mill. п. п. Но преди облъчване мъртви клетки се разпадат, те се сливат с клетки от хамстер, в резултат на различни клетки от хамстер се различен набор от ДНК фрагменти човека. Тогава "хибридни" клетки се разширяват в култура, с тях, заедно с тяхната собствена ДНК се реплицира и фрагменти на чужда ДНК. След определяне на състава на известни гени и други генетични маркери във всяка клетъчна линия, и статистически обработка на получените данни, най-вероятно се извлече тяхната относителна позиция в хромозомите. Използването като гени и ДНК фрагменти с неизвестна функция като генетични маркери. За хромозома картографиране маркери важни свойства е тяхната полиморфизъм, т.е.. Е. Съществуването на различни форми между индивидите.

Тъй като първите генетични карти на човешкия геном са конструирани който първоначално е бил маркиран различни генетични маркери са раздалечени на разстояние не повече от 2 милиона нуклеотидни двойки (млн. Н. Н.).

На следващо място, физически карти са изготвени хромозоми: първоначално с резолюция 0,1 млн н .. п. и след това 0,001 Mill. п. п. За тази цел, в един първи етап се използват методите на хромозома оцветяване и хибридизация с хромозомите на място. Едва по-късно Той е бил използван ограничение ензим. С помощта на тези ензими работи изненадващо добре "смачкани" ДНК съгласно добре определени области на милиони припокриващи се един с друг в фрагменти нуклеотидна последователност "демонтирани" всеки от тях поотделно и след това се "залепени" оригинал. "Свързване" се извършва въз основа на припокриващи се фрагменти на нуклеотидната последователност. Тя постепенно отиде по-високо и по-високо. Ето защо, тази стратегия се нарича "отдолу-нагоре". Ясно можем да кажем, че решен в голям мащаб и сложността на задачата. И да го реши, учените са в състояние само с помощта на суперкомпютри. В резултат на физически карти са създадени от различни ДНК региони и цели хромозоми, състоящи се от серия от припокриващи всеки други фрагменти. Набор от "свързани" фрагменти, наречени контиг (фиг. 16).

След появата на ефективни методи за стратегии ДНК секвениране и многократно използване на този метод е бързо нараства вал транскрибира нуклеотидни последователности предимно прости организми, такива като вируси, както и отделни клонирани ДНК фрагменти от различни видове организми. По този начин, в края на 1970 г. той е бил решен структура на първото живо обекта - вирусни бактерии - бактериофаг, означени като. 174, имаща дължина от 5386 п. Н. Тогава аз го последвах всички останали.

Първите обекти бяха избрани за секвениране на случайността. Повечето от тези микроорганизми (архаебактерии, спирохети, hlamidobakterii, Е. Coli, патогени пневмония, сифилис, хемофилия, метан-продуциращи бактерии, микоплазми, рикетсии, цианобактерии) са способни да предизвикат различни патологии при човека. В момента много от тези проекти вече са приключили; Ние изследвахме повече от 800 пълни геноми на микоплазма клетка, археи, Е.коли, агенти на редица заболявания при човека, както и хлебна мая, червей малки нематоди, плодове муха и много интересно практически Arabidopsis растения. Много е вероятно, че истинският брой на момента геноми на много повече, защото много фармацевтични компании, за да класифицират своите резултати, а не като ги публикува в пресата.

Таблица 2. Някои микроорганизми геноми напълно секвенирани до момента

Споделяне на страницата