Мазмұны І. Кіріспе ІІ. Негізгі бөлім
жүктеу/скачать 89,6 Kb.
|
1 2
Байланысты:Адам геномы
- Бұл бет үшін навигация:
- ІІІ.Қорытынды. Пайдаланылған әдебиеттер Кіріспе
- ІІ.Негізгі бөлім
|
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министірлігі Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті СӨЖ Алматы, 2021 жыл Мазмұны І.Кіріспе ІІ.Негізгі бөлім 2.1.Адам геномы жобасының басталуы 2.2.Адам геномының ерекшеліктері 2.3.Адам геномындағы жеке өзгерістер ІІІ.Қорытынды. Пайдаланылған әдебиеттер Кіріспе Адам геномы – жасушаның, ағзаның тіршілігі мен дамуы үшін қажет барлық генетикалық ақпарат жазылатын ДНҚ молекуласының толық жиынтығы болып табылады. Геном терминін неміс биологі Г. Винклер енгізді. Геном құрылысының жалпы прициптерін және оның құрылымдық-қызметтік ұйымдастырылуын зерттейтін молекулалық биология ғылымының бір саласын – геномика деп атайды. Геномиканың негізгі мақсатыгеномдарды секвендеу, яғни белгілі бір организмнің ДНК молекуласының нуклеотидтік тізбегінің жиынтығын анықтау, олардың картасын жасау және түрлі организмдердің геномдарының салыстырмалы талдау жасап шығару. Геномиканың негізгі объектісі – ген және геном болып саналады. Геномика – гендердің құрылысын және қызметін зерттейді, гендердің инвентаризациясын (түгелдеуін, тізімге алуын) жүргізеді, сөйтіп, тірі организмдердің геномдық карталарын жасайды. Адам геномикасы – молекулалық медицинаның негізі болып, тұқым қуалайтын және тұқым қуаламайтын ауруларды анықтау, емдеу және алдын алу, болдырмау әдістерін қалыптастыру үшін маңызды рөл атқарады. Геномиканың негізгі бөлімдері: құрылымдық геномика, қызметтік геномика, салыстырмалы геномика, эволюциялық геномика және медициналық геномика. Геномика бірнеше бағытта сараланады: 1) құрылымдық геномика, оның міндеті арнайы компьютерлік бағдарламалардың көмегімен гендерді сәйкестендіру болып табылады (бастапқы және терминалды кодондармен ашық оқу шеңберлерін іздеу жүргізіледі). Нәтижесінде зерттелетін геном әр геннің молекулалық салмағы, гендер саны және нуклеотидтер тізбегі бойынша сипатталады; прокариоттарда — хромосома геномында, эукариоттарда — хромосомалардың әрқайсысында. 2) салыстырмалы геномика: деректер базасымен салыстырмалы түрде тез байланысып, өз сұранысына жауап ала отырып, нуклеотидтер тізбегі бойынша зерттелген геннің бірегей екендігін немесе оның басқа зертханада сәйкестендірілгенін анықтауға, туыстық гендердің гомология дәрежесі, яғни нуклеотидтер тізбегі бойынша гомология дәрежесі туралы мәліметтерді ашық оқу шеңберінен алуға; бір ағзаның екіншісіне эволюциялық жақындығы туралы сұраққа және іргелі биологияға қатысты бірқатар ұқсас сұрақтарға жауап беруге мүмкіндік береді. Салыстырмалы геномикада практикалық сипаттағы сұрақтарға жауап беру мүмкіндігі бар. Мысалы, егер патогендік микроорганизмде осы геннің ингибиторларын олардың негізінде дәрі-дәрмектер жасау үшін іздеу жүргізілсе, онда қабылдаушы организмде нуклеотидтердің осындай немесе жақын тізбегі бар геннің бар-жоғын білу керек. Бұл жасалатын дәрілердің қауіпсіздік дәрежесі туралы болжам жасауға мүмкіндік береді. 3) функционалды (метаболикалық) геномика. Оның мақсаты — геномдар мен метаболизмдер, гендік кластерлер және көп сатылы метаболикалық процестер, жеке гендер және нақты метаболикалық реакциялар арасында байланыс орнату. Функционалды геномикаға қатысты" модельдік " организмдер ұғымы жатады: біріншіден, бұл гендер мен осы гендермен кодталған ферменттік және құрылымдық ақуыздар, яғни прокариоттар мен төменгі эукариоттар арасында байланыс бар кейбір микроорганизмдер.толық реттелген геноммен және мұқият зерттелген метаболизммен. Мұндай модельдік микроорганизмдердің мысалдары Escherichia coli (прокариоттарда) және Sacsharomyces cerevisiae (эукариоттарда). Салыстыру гена болса, зерттелетін ағзаның жақын дәрежесі бойынша гомологии геном у модельдік ағзаның болжауға мүмкіндік береді функциялары гена. Гомологияның болмауы жаңа геннің функцияларын арнайы зерттеу қажеттілігін көрсетеді. Фармацияға қатысты жеке гендердің "маңыздылығы" деп аталатын кезде функционалды геномика ерекше маңызды. "Маңыздылық" дегеніміз-жасушаның тіршілігі үшін геннің қажеттілігі. Сонымен, микробқа қарсы препараттарды жасау кезінде бұл микробқа қарсы заттардың мақсаты болуы керек "маңызды" гендер. Айта кету керек, кейде ген патогендік микроорганизм пайда болатын ерекше жағдайларда ғана "маңыздылық" мәнін алады. Геномика "Адам геномы" жобасымен бірге пайда болды. Бұл жоба бойынша жұмыс құны шамамен 3 миллиард долларды құрады. Міндет - Адам геномындағы барлық нуклеотидтердің тізбегін 0,01 пайыз дәлдікпен анықтау. Қазіргі кезде көптеген «геномды проектілер» жасалынуда. Олардың мақсаты – белгілі түрдің организмдеріндегі ДНҚ молекуласының бір жиынтығындағы негіздер тізбегін анықтау. Олар «Адам геномы», «Дрозофила геномы», «Ашытқы геномы» бағдарламалары болып табылады. Геномды проектілерде жұмыс жасау үшін гендік инженерияның алдыңғы қатарлы әдістерін, мәліметтерді реттеудің компьютерлік технологияларын пайдаланады. Адам геномын зерттеу адам организмі дамуының қағидаларын, көптеген тұқым қуалайтын аурулардың генетикалық себептерін және қартаю механизмдерін түсінуге мүмкіндік берді. Жоба Escherichia coli, дрозофил шыбынының, тышқандардың және басқаларының геномын зерттеуге бастама берді. ІІ.Негізгі бөлім: 2.1. Адам геномы жобасының басталуы Жылдам және тиімді секвенирлеу әдістерінің пайда болуымен тәуелсіз организмдердің, прокариоттардың да, эукариоттардың да геномдарын ашудың үлкен жобаларын әзірлеу мүмкін болды. Барлығы бактериофагтардан басталды (Ф.Сэнгер 1978), бактериялар арасында 1995 жылы гемофилді тұмау геномының алғашқы толық нуклеотидтер тізбегі жарияланды, оның ұзындығы 1 830 137 н.ж. болды. Кезек эукариоттардың геномын декодтау туралы мәселе болды, олар 1996 жылы Saccharomyces cerevisiae ашытқысы болды. 1970 жылы "табиғат" журналында Г.Темин мен Д. Балтимордың РНҚ матрицасында ДНҚ синтездейтін , яғни осы уақытқа дейін жасушада байқалған реакцияға жауап беретін РНҚ бар вирустардың кері транскриптаза – ферменті туралы мақалалары жарық көрді. Бұл ферменттің ашылуы алғашқы гендерді оқшаулауға мүмкіндік берді. Бірақ бұл процесс өте ауыр және қымбат болды. 15 жылдан кейін американдық химик к.Мюллис бірегей полимеразды тізбекті реакцияны (ПТР) ұсынды. Бұл реакцияда фермент, полимераза ДНҚ фрагменті арқылы "кеме сияқты жүреді". Осылайша, ПТР талдау үшін қажетті фрагменттің кез-келген мөлшерін жасауға мүмкіндік береді. ПТР соңғы электронды технологиялар мен компьютерлердің пайда болуымен бірге бүкіл адам геномын декодтаудың нақты міндетін жасады. Ұзақ уақыт бойы ғалымдар ұзын ДНҚ молекулаларындағы нуклеотидтердің тізбегін анықтаудың тиімді әдістерін іздеуде (ДНҚ-ны ретке келтіру). ДНҚ-ның ұзартылған бөліктерін ретке келтіру 70-жылдардың ортасында ғана мүмкін болды, бұл түбегейлі жаңа тәсілдерді ойлап табумен байланысты болды. 1976 жылы А.Максам мен У. Гилберт ДНҚ-ның химиялық деградациясына негізделген тікелей жүйелеу әдісін жасады. Біраз уақыт бұрын ағылшын ғалымы Ф.Сэнгер ДНҚ құрылымын декодтаудың басқа әдісін ұсынды, нәтижесінде кейбір модификациялардан кейін негізгі болды. 80-ші жылдары мамандар тек қысқа ДНҚ молекулаларын анықтады: вирустық, митохондриялық, плазмид. 1977 жылы бірінші ген реттелді: бактериофаг геномы φX174. Бұл жағдайда терминатор әдісі қолданылды, онда дидезоксинуклеозид трифосфаттары терминатор ретінде қолданылды. Осылайша адам геномын декодтау жолында алғашқы қадамдар жасалды және ғалымдар бұл ұсынысты алғаш рет 1988 жылы жасады. Америкада бұл атақты Нобель сыйлығының лауреаты Джеймс Уотсон, ал Ресейде академик А. А. Бай болды. Екі елде де ғалымдардың бұл ұсыныстарға реакциясы аралас болды. Жобаның қарсыластары бұл тапсырманы нақты емес деп санады, өйткені адамның ДНҚ вирустар мен плазмидтердің молекулаларына қарағанда мың есе ұзын. Қарсы екінші дәлел мәселенің қаржылық жағына қатысты болды: жоба миллиардтаған доллар талап етеді. Сондықтан геномдық жоба ғылымды тұтастай тежейді. Ақыр соңында: егер қаржыландыру жүзеге асырылса және Адам геномы шешілсе, онда алынған ақпарат шығындарды ақтамайды. Алайда, ынталы ғалымдар өз елдерінің үкіметін адамның ДНҚ - ның толық құрылымын анықтау бүкіл адамзат үшін маңызды және өзекті міндет екендігіне сендіре алды. Осы күш-жігердің нәтижесінде 1989-1990 жылдары АҚШ пен КСРО-да, содан кейін басқа елдерде тиісті ғылыми бағдарламалар жұмыс істей бастады. Осылайша, 1988 жылдан бастап "Адам геномы"халықаралық жобасының басталу сәті есептеледі. ДНҚ молекулаларының тізбегін ашудағы үлкен жетістіктер 1990 жылы АҚШ-та адам геномын декодтаудың ресми бағдарламасы қабылданды , 15 жыл ішінде адамның толық геномын ретке келтіруді аяқтау жоспарланды. Адам геномын декодтау жобасы (ағылш. The Human Genome Project, HGP)-халықаралық ғылыми-зерттеу жобасы, оның басты мақсаты ДНҚ құрайтын нуклеотидтер тізбегін анықтау және адам геномындағы 20,000-25,000 генді анықтау болды. 1990 жылы атақты Джеймс Уотсон Адам геномы бағдарламасының белсенді бастамашысы және насихаттаушысы болды, қаржының негізгі басқарушысы — АҚШ-тың Ұлттық денсаулық сақтау институты болды, оның құрамында 1995 жылы Фрэнсис Коллинз басқарған адам геномының Ұлттық институты пайда болды. 13 жылға созылған Ұлыбритания, Франция, Германия, Жапония және Ресейдің молекулалық зертханаларының еңбектерін біріктірген адам геномының халықаралық бағдарламасы құрылды. Жобаға әлемнің түкпір-түкпірінен мыңдаған мамандар әртүрлі кезеңдер бойынша тартылды: биологтар, химиктер, математиктер, физиктер, программистер және техниктер. Бұл тарихтағы ең қымбат ғылыми жобалардың бірі. Тек 1990-1998 жылдар аралығында оған 1,5 миллиардтан астам доллар жұмсалды. 2001 жылы ақпан айында «Science» және «Nature» беделді екі ғылыми журналдар бетіне адам геномын талдап жатқан конкурентті екі компанияның «Celera» және «HUGO» бірінші қорытындылары шықты және адам геномының ұзындығы 90%-ды толық нуклеотидті қатары келтірілді. «Адам геномы» проекті толығымен 2003 жылы аяқталды, алынған қорытындылар барлық дүние жүзілік ғылыми қауымдар жетістіктері. жүктеу/скачать 89,6 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2