Madvaliyev Mirhojiddinning

Klassik genetikasining yutuqlari qisqacha xotimasi.
Ushbu ko`rib chiqilayotgan davrda genlarning o`zaro ta‘siri va belgilar to`g`risidagi tushuncha quyidagi sxemaga borib taqaladi.
Buning asosida genlar belgilar shakllanishini nazorat qiladi. Bunday tushunchalar asoslanishining alternativ belgilarning gibridologik tahlili natijalari sabab bo`lib morfologik belgilar- shakl, hajm, shuningdek tananing rangi patogenlarga nisbatdan ta‘sirchanligi tahmin qilinadi. Bu belgi Mendel qonuni bo`yicha irsiylanadi. Ular qaytmas bo`lib ontogenezda chidamli bo`ladi. Tashqi muhit ta‘siri esa fenotipda modifikatsion o`zgarishlarni keltirib chiqaradi. Genetikaning eng muhim tushunchalarini bir qator klassik genetika mualliflari tomonidan Lobashev 1967; Dubinin 1976; Alihanyan, Akifev, Chernin 1985, Ratner 1983 gen nazariyasi holatini va ularning asosiy xususiyatlarini ishlab chiqishgan: [14]
1. Diskretlik va uning namoyon bo`lishi – boshqa genlarga mutatsiyalarga bog`liq bo`lmagan holda namoyon bo`lishi krossingoverda bo`linmasligi va aralashmasligi genomda avtonomligi va ajralganligi.
2. O`z-o`zidan ikki barobar ko`payish xususiyatlari.
3. Boshqa genlarga bog`liq bo`lmagan holatda mutatsiyalanish, o`zini holatini butunligicha o`zgartira olish.
4. Boshqa genlarga nisbatan aniq lokalizatsiyasi.
5. Belgi rivojlaninshini nazorat qilish xususiyati, ushbu genlar mavjudligida ko`rsatilgan.

Ushbu nazariya chegarasida xuddi boshqa nazariya kabi bir qancha dalillar mavjud bo`lib, unga to`g`ri kelmas edi. Xuddi shu dalillar keyingi kashfiyotlarga sabab bo`ldi.

Genomika fanining mustaqil fan sifatida shakllanishi.
Genetika, Genomika fanining bir bo`lagi bo`lib genomlar va alohida olingan genlarni molekulyar darajada o`rganadi. Ularning strukturasining struktur genomika va funksiyalarini (funksional genomika) va shuningdek ularning gen muhandisligida biotexnologiya va gen terapiyasida (tibbiyot genomikasi yoki genom tibbiyoti ishlatilishini o`rganadi.

Mavzu: Genom annotatsiyasi

Genom annotatsiyasi - bu genomning ketma-ketligi bo'ylab funktsional elementlarni aniqlash va shu bilan unga ma'no berish jarayoni. Bu zarur, chunki DNKning ketma-ketligi noma'lum funktsiyalarning ketma-ketligini hosil qiladi. So'nggi o'ttiz yillikda genom annotatsiyasi yagona genomlar bo'yicha (har bir turga bitta) uzun protein kodlovchi genlarning hisoblash annotatsiyasidan va ularning kichik sonidagi qisqa tartibga soluvchi elementlarning eksperimental annotatsiyasidan taglikning populyatsiya annotatsiyasiga aylandi. minglab individual genomlarda nükleotidlar (har bir turga ko'p). Genom annotatsiyalarining (genotiplardan fenotiplarga qadar) bu ortib borayotgan aniqligi va inklyuzivligi turlar, populyatsiyalar va shaxslarning biologiyasi haqida aniq tushunchalarga olib keladi.
DNK annotatsiyasi yoki genom izohi genomdagi genlarning joylashishini va barcha kodlash hududlarini aniqlash va bu genlar nima qilishini aniqlash jarayonidir. Annotatsiya (kontekstdan qat'iy nazar) tushuntirish yoki izohlash yo'li bilan qo'shilgan eslatmadir. Genom sekanslandıktan so'ng, ma'nosini tushunish uchun unga izoh berish kerak. Eukaryotik genomdagi genlar FINDER kabi turli izohlash vositalari [2] yordamida izohlanishi mumkin. [³] Zamonaviy izohli quvur liniyasi foydalanuvchilarga qulay veb-interfeysni va MOSGA kabi dasturiy ta'minot konteynerini qo'llab-quvvatlashi mumkin. [4] [5] Prokaryotik genomlar uchun zamonaviy annotatsiya quvurlari Bakta, [6] Prokkal) va PGAP hisoblanadi. [8] DNK annotatsiyasi uchun genetik materialning ilgari noma'lum bo'lgan ketma-ketlik ko'rinishi intron-ekson chegaralari, tartibga solish ketma-ketliklari, takroriy takrorlanishlar, gen nomlari va oqsil mahsulotlariga genomik pozitsiyaga oid ma'lumotlar bilan boyitilgan. Ushbu izoh Sichqoncha Genom Informatics, FlyBase va WormBase kabi genomik ma'lumotlar bazalarida saqlanadi. 2006 yilgi Gen Ontologiyasi annotatsiya lageri va shunga o'xshash tadbirlardan biologik izohning ba'zi jihatlari bo'yicha o'quv materiallari Gen Ontologiyasi veb-saytida mavjud. [9] Milliy biotibbiyot ontologiya markazi (www.bioontology.org) ushbu yozuvlarning matnli tavsiflari asosida ma'lumotlar bazasi yozuvlarini avtomatik izohlash [10] uchun vositalarni ishlab chiqadi. Umumiy usul sifatida dcGO [¹¹] ontologiya atamalari va oqsil domenlari yoki mavjud gen/oqsil darajasidagi izohlardan domenlar kombinatsiyasi oʻrtasidagi bogʻlanishlarni statistik xulosa chiqarish uchun avtomatlashtirilgan protseduraga ega.
Eukaryot Izoh Bosh sahifa Hujjatlar Izohlangan Genomlar Izoh siyosati talabi Izoh NCBI Eukaryotik Genom Annotatsiya quvuri NCBI Eukaryotik Genom Annotatsiya quvuri NCBI Eukaryotik Genom Annotatsiyasi Nusxalash uchun turli xil manbalarni, jumladan, NuNCBI uchun annotatsiyani taqdim etadi. , Protein, BLAST, Gen va Genome Data Viewer genom brauzeri. Ushbu sahifa izohlash jarayoni haqida umumiy ma'lumot beradi. Algoritmik tafsilotlar uchun NCBI qo'llanmasining Eukaryotik genom izohlari bo'limiga qarang. Quvur umumiy omborlardan xom va tanlangan ma'lumotlarni olishdan tortib (ketma-ketlik va Assambleya ma'lumotlar bazalari) ketma-ketliklarni moslashtirish va genlarni bashorat qilishgacha, qo'shilgan izoh mahsulotlarini taqdim etishgacha bo'lgan barcha izohlash vazifalarini bajarish uchun modulli ramkadan foydalanadi. umumiy ma'lumotlar bazalariga. Quvurning asosiy komponentlari NCBI'da ishlab chiqilgan hizalama dasturlari (Splign va ProSplign) va HMM asosidagi genlarni bashorat qilish dasturi (Gnomon). Quvurning muhim xususiyatlariga quyidagilar kiradi: • egiluvchanlik va tezkorlik bilan tekshirilmagan dalillarga qaraganda kuratorlangan dalillarga yuqori ogʻirlik beriladi • RNK - genlarni bashorat qilish uchun Seq dan foydalanish • yigʻish muammolarini qoplaydigan modellarni ishlab chiqarish • bir izohdan ikkinchisiga gen lokuslarini kuzatish bir organizm uchun bir nechta yig'ilishlarni birgalikda izohlash qobiliyati Izoh ishlab chiqarish mahsulotlari (xromosoma, iskala va model transkriptlari va oqsillar) Izoh nomi bilan etiketlanadi. Izoh nomi uchun ikkita format mavjud, ulardan foydalaniladi
Nukleotid ( Protein ( lll 81 % genom yig'ilishlari manbai NCBI tomonidan izohlangan RefSeq yig'ilishlari INSDC ( DDBJ , ) da ochiq bo'lgan genom yig'ilishlarining nusxalari , ENA va GenBank) Agar INSDC yig'ilishida 300 000 dan ortiq joylashtirilmagan iskala mavjud bo'lsa va ularning 25 000 dan ortig'i 1000 ta bazadan past bo'lsa , uzunligi 1000 ta bazadan past bo'lgan joylashtirilmagan iskalalarni yig'ilishning RefSeq nusxasiga kiritish mumkin emas. Assambleya resursida batafsil tavsiflangan Maskalash RepeatMasker yoki WindowMasker yordamida amalga oshiriladi.Odam va sichqoncha RepeatMasker bilan tegishli Dfam kutubxonalari yordamida maskalanadi, boshqa turlarning genomlari esa WindowMasker bilan maskalanadi. genom turlarga qarab o'zgaradi va boshqa organizmlarning transkriptlarini o'z ichiga olishi mumkin.Ushbu to'plam odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi: • Ma'lum RefSeq transkriptlari: NM_ yoki NR_prefikslari bilan kodlangan va kodlanmagan RefSeq transkriptlari NCBI xodimlari tomonidan avtomatik jarayonlar, qo'lda küratma asosida yaratilgan. , yoki hamkorlik qiluvchi guruhlardan olingan ma'lumotlar (batafsilroq ma'lumotni bu erda ko'ring) GenBankning taksonomik jihatdan tegishli bo'linmalari va Uchinchi tomon Annotatsiyasi (TPA), Yuqori o'tkazuvchanlik cDNA (HTC) va Transkriptome Shotgun Assambleyasi (TSA) bo'linmalaridan olingan. dbEST Sequences dan ESTS mitoxondriyal bo'lishi yoki klonlash vektori yoki IS elementi bilan ifloslanishi ehtimoli yuqori va RefSeq kurator xodimlari tomonidan past sifat sifatida aniqlangan ketma-ketliklar tekshiriladi.
Kontaminatsiya ekranidan o‘tuvchi RefSeq transkriptlari va RefSeq bo‘lmagan transkriptlar BLAST yordamida genomga mahalliy darajada moslashtirilib, qaysi joyni (lar)ni aniqlash mumkin? transkriptlar tekislanadi. Splice saytlarini aniqlashni yaxshilash uchun, bu joylarda global qayta hizalama Splign bilan amalga oshiriladi. Keyin hizalamalar sozlanishi mezonlar (qamrov, identifikatsiya, daraja kabi) asosida tartiblanadi va filtrlanadi. Odatda, quyi oqim bosqichlarida foydalanish uchun ma'lum bir so'rov uchun faqat eng yaxshi joylashtirilgan (1-darajali) hizalama tanlanadi. Transkriptomikani uzoq o'qish hizalamalari PacBio yoki Oksford Nanopore kabi uzoq o'qish sekanslash texnologiyalari yordamida yaratilgan SRA dan transkriptomika o'qishlari Minimap2 yordamida genomga moslashtiriladi. Har bir transkriptning eng yaxshi joylashtirilgan (1-darajali) moslashuvi, agar 85% identifikatsiyadan yuqori bo'lsa, quyi bosqichlarda foydalanish uchun tanlanadi. RNK - Seq o'qish hizalamalari RNK - Seq o'qish turlari yoki yaqindan bog'liq turlar genomga mos keladi. SRA'da juda ko'p sonli namunalar amd o'qiydi (bir necha milliardlab) mavjud bo'lganda, eng keng to'qimalar va rivojlanish bosqichlarini qamrab oluvchi namunalarga ega bo'lgan loyihalar, ishlov berilmagan yoki kasal bo'lmagan namunalar uchun afzallik beriladi. RNK - Seq o'qishlari STAR bilan genomga to'g'ri keladi. Qisqa uzunlik, ortiqcha va o'qishning ko'pligi bilan bog'liq muammolarni hal qilish uchun bir xil ulanish tuzilishi va bir xil yoki shunga o'xshash boshlang'ich va yakuniy nuqtalarga ega bo'lgan hizalamalar yagona vakillik hizalamasiga yig'iladi. Har bir hizalama tomonidan ifodalangan namunalar va o'qish soni haqida ma'lumot qayd etiladi, shuning uchun qo'llab-quvvatlash darajasi hizalamaları filtrlash va gen bashoratlarini baholash uchun ishlatilishi mumkin. Fon shovqini bo'lishi mumkin bo'lgan juda kam uchraydigan intronlarni ifodalovchi hizalamalar filtrlanadi.
Kuratorli RefSeq genomik ketma-ketlik hizalamalari Ba'zi organizmlar uchun genomik ketma-ketliklar to'plami küratördür (NG_ prefikslari bilan RefSeq kirishlari). Ushbu ketma-ketliklar yoki transkripsiya qilinmagan pseudogenes, avtomatlashtirilgan usullar orqali izohlash qiyin bo'lgan qo'lda izohlangan gen klasteri va inson RefSeqGene yozuvlarini ifodalaydi. Ular genom bilan hizalanadi va ularning eng yaxshi joylashuvi aniqlanadi. Gen uchun eng yaxshi modellarni tanlash Izohlangan xususiyatlarning yakuniy to'plami afzallik tartibida oldindan mavjud RefSeq ketma-ketliklari va yaxshi qo'llab-quvvatlanadigan Gnomon tomonidan bashorat qilingan modellarning kichik to'plamini o'z ichiga oladi. U har bir lokusda ma'lum bo'lgan RefSeq transkriptlarini, küratörlüğünde RefSeq genomik hizalamalaridan prognoz qilingan xususiyatlarni va Gnomon tomonidan bashorat qilingan modellarni birgalikda baholash orqali qurilgan. 1. Ma'lum va tanlab olingan RefSeq RefSeq transkriptlariga asoslangan modellar bir xil qo'shilish naqshiga ega bo'lgan Gnomon modellariga nisbatan ustunlik qiladi. Ma'lum bo'lgan bir xil turdagi RefSeq transkriptlari yoki küratlangan genomik ketma-ketliklarning hizalamalari genomdagi gen, RNK va CDS xususiyatlariga izoh berish uchun to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi. RefSeq ketma-ketligi genomik ketma-ketlikka to'liq yoki to'liq mos kelmasligi mumkinligi sababli, ushbu qoidaning natijasi izohlangan mahsulot genomning kontseptual tarjimasidan farq qilishi mumkin. RefSeq transkriptlari va genom o'rtasidagi farqlar RefSeq genomik yozuvida (iskala yoki xromosoma) eslatmada keltirilgan.
Genom izohi Ushbu portal Arabidopsis thaliana genlarining birlamchi tuzilishi, jumladan intron - ekson tuzilishi, intron uzunligi, muqobil birlashma va tarjima qilinmagan hududlar (UTRS), shuningdek, gen mahsulotlarining funktsiyasi haqida ma'lumot beradi. Genom surati Arabidopsis genomining funktsional va strukturaviy nuqtai nazardan izohlanishi holatiga umumiy nuqtai. Gen Strukturaviy izoh Arabidopsis thaliana genomining tuzilishi va tashkil etilishi va Arabidopsis Genom tashabbusi (AGI) tomonidan sekanslash harakatlari haqida ma'lumot. Gen Funktsional Annotatsiya Arabidopsis thaliana gen mahsulotlarining funksiyasi haqida ma'lumot, annotatsiya qilishda ishlatiladigan ontologiyalar va ma'lumotlarni olish uchun saytlar. Genom izohlash vositalari Genom izohi, ketma-ketlik tahlili va ma'lumotlarni olish uchun saytlar uchun asboblar. Boshqa genomlar O'simlik va o'simlik bo'lmagan turlar uchun boshqa genom ma'lumotlar bazalari va bog'liq resurslar haqidagi ma'lumotlarga havolalar, shuningdek, o'simlik genomlarini sekanslash loyihalari haqida ma'lumot.

Mavzu: Genlarni xaritalash.

Genom xaritasi, boshqa har qanday xarita kabi, qiziqish uyg'otadigan yoki navigatsiya uchun mos yozuvlar nuqtasi bo'lib xizmat qilishi mumkin bo'lgan xususiyatlarning nisbiy pozitsiyalarini belgilaydi. Genom xaritasida joylashgan xususiyatlar birgalikda markerlar deb ataladi va quyida aytib o'tilganidek, genlarni ham, kodlanmaydigan ketma-ketliklarni ham o'z ichiga olishi mumkin. Genom xaritalarini yaratish uchun ko'plab usullar mavjud bo'lib, ular xaritalash mumkin bo'lgan markerlarning turlari va ularning aniqligi bilan farqlanadi. Faqat bitta texnika (flüoresan in situ gibri bosh aylanishi) genomdagi markerlarning holatini bevosita kuzatish imkonini beradi. Boshqa barcha usullarda, kamroq to'g'ridan-to'g'ri yondashuv zarur. Ushbu bilvosita usullarda umumiy mavzu shundan iboratki, ba'zi vositalar birinchi navbatda genomning bir qismini qolgan qismidan ajratish (masalan, bakterial hujayralarda klonlash orqali) va bu qismda mavjud bo'lgan belgilarni aniqlash uchun ishlatiladi. Keyin topilgan markerlar genomda jismonan bog'langan deb taxmin qilish mumkin (masalan, bitta klonlangan fragmentda topilgan barcha belgilar ketma-ket yotishi kerak). Genomning ko'plab bunday namunalarini tahlil qilib, barcha belgilarning tartibi va oralig'i haqida xulosa chiqarish mumkin. Yaxshi xaritalar genom tahlilining ko'p jihatlarida bebahodir. Genetik bog'lanish xaritalari (pastga qarang), garchi ko'pincha past o'lchamli bo'lsa-da, ular o'ziga xos xususiyatga ega bo'lib, ular fenotipik ta'siridan tashqari gen haqida hech narsa ma'lum bo'lmagan taqdirda ham genning holatini aniqlashga imkon beradi. Bunday xaritalar,shuning uchun ko'pincha kasallik yoki ma'lum bir xususiyat uchun mas'ul bo'lgan genni izolyatsiya qilish uchun birinchi qadamdir. Turli xil turlarning genom xaritalarini taqqoslash xromosomalarning katta hududlarida genlar tartibining saqlanishini aniqlashi mumkin. Bunday qiyosiy xaritalash genom evolyutsiyasi haqida ma'lumot berishi mumkin va agar boshqa turdagi genomdagi holati ma'lum bo'lsa, bir turdagi genning joylashuvi haqida maslahatlar berishi mumkin. Yuqori aniqlikdagi xaritalar genom sekanslashning dastlabki bosqichlarini yo'naltirishi mumkin yoki etarli darajada to'g'ri bo'lsa, to'liq ketma-ketlikni yig'ishda yo'l-yo'riq ko'rsatishi va uning uzoq muddatli uzluksizligi va bo'shliqlardan ozod bo'lishini ta'minlashga yordam beradi. "Genom xaritalash" va "gen xaritalash" atamalari o'rtasida ba'zi chalkashliklar mavjud. Ma'nolarning bir-biriga o'xshashligi mavjud bo'lsa-da, biz "gen xaritasi" ni yanada global "genom xaritasi" doirasida alohida qiziqish uyg'otadigan bir yoki bir nechta genlarning joylashishini aniqlashimiz mumkin. Ushbu maqola asosan genom xaritalash bilan bog'liq.

Genom xaritalash uchun markerlar Genomning deyarli har qanday aniqlanishi mumkin bo'lgan xususiyati xaritalashda marker bo'lib xizmat qilishi mumkin Ko'pincha ishlatiladigan markerlar ma'lum bo'lgan dezoksiribonuklein kislota (DNK) ketma-ketligining qisqa, noyob bo'laklari bo'lib, ular Shakl 1 Genom xaritalashda ishlatiladigan markerlar. Ushbu faraziy kompozit xarita genomda joylashgan bir necha turdagi markerni ko'rsatadi (og'ir gorizontal chiziq). STS: ketma-ketlik yorlig'i bo'lgan sayt, yonma-yon ketma-ketlikka xos primerlar (strelkalar) yordamida polimeraza zanjiri reaktsiyasi orqali kuchaytirilishi va aniqlanishi mumkin bo'lgan ma'lum ketma-ketlik hududi; agar STS gen ichida joylashgan bo'lsa, u "ifade qilingan ketma-ketlik yorlig'i" yoki ESTdir. Sat: mikrosatellit, oddiy, tandemli takrorlangan ketma-ketlikni o'z ichiga olgan STS; tandem takrorlash soni bir shaxsdan boshqasiga farq qilishi mumkin, bu esa markerni polimorfik qiladi. yonbosh primerler (strelkalar) yordamida ishlab chiqarilgan PCR mahsulot uzunligi takrorlash sonini aks ettiradi. RFLP: ba'zi odamlarda mavjud bo'lgan, boshqalarida esa yo'q bo'lgan polimorfik cheklash joyi. Agar genomik DNK tegishli cheklash fermenti bilan hazm bo'lsa, fragmentlarning o'lchamlari saytning mavjudligini yoki yo'qligini aks ettiradi. Contig: qo'shni ketma-ketlikda bir-birining ustiga chiqadigan bir qator klonlangan DNK fragmentlari. Kontigning genom ichidagi mutlaq holati, agar bir yoki bir nechta klonda mustaqil vositalar bilan xaritalangan marker bo'lsa, ma'lum bo'ladi. Prob: etiketli, klonlangan DNK fragmenti, uning genomidagi holati to'g'ridan-to'g'ri xromosomalarni metafazaga gibridlash va mikroskop ostida kuzatish orqali kuzatilishi mumkin. Lokus: faqat fenotipik ta'siri bilan ma'lum bo'lgan gen yoki boshqa ketma-ketlik. Uning genomdagi joylashuvi fenotipning irsiyat naqshidan kelib chiqadi.
Polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PZR) yordamida DNK namunasida kuchaytirilishi va aniqlanishi. Bunday ketma-ketlik fragmentlari birgalikda "ketma-ket teglangan saytlar" yoki STS deb ataladi. Ko'pincha, STS o'zboshimchalik bilan tanlangan DNK bo'lagi bo'ladi (genomik klon kutubxonasidan tasodifiy tanlangan klonni sekanslash orqali olingan) va alohida biologik ahamiyatga ega emas. Biroq, STS kodlash ketma-ketligidan kelib chiqishi mumkin (masalan, qo'shimcha DNK (cDNK) kutubxonasidan klonni sekanslash orqali), bu holda u ifodalangan ketma-ketlik yorlig'i yoki EST hisoblanadi. STSning uchinchi toifasi oddiyning tandem takrorlanishidan iborat. qisqa motif (masalan, CACACACA ...) noyob ketma-ketlik bilan yonma-yon. Bunday "mikrosatellitlar" o'zlarining noyob yonma-yon ketma-ketligidan foydalangan holda PCR yordamida aniqlanishi mumkin, lekin ko'pincha takroriy elementlarning soni o'zgarib turadiganligi sababli bir shaxsdan ikkinchisiga uzunlik polimorfizmini ko'rsatadi. Bunday polimorfizm genetik bog'lanish xaritalashda muhim ahamiyatga ega. Klonlangan DNK fragmentlari haritalanishi mumkin va shuning uchun ularning ketma-ketligi haqida juda oz yoki hech narsa ma'lum bo'lmasa ham, marker sifatida ishlaydi. Bunday klonlangan fragmentlarni xaritalash texnikasi jismoniy xaritalash va floresan in situ gibridizatsiyani o'z ichiga oladi. Agar anonim klonlangan fragmentda joylashuvi bir alleldan ikkinchisiga (cheklash fragmenti uzunligi polimorfizmi yoki RFLP) farq qiluvchi cheklash joyi bo'lsa, genetik bog'lanish xaritalashdan foydalanish mumkin. Nihoyat, fenotipik o'zgarishlar genetik bog'lanish belgilari sifatida ishlaydi, hatto DNK ketma-ketligi haqida hech narsa ma'lum bo'lmasa ham. Bunday hollarda, kuzatilishi mumkin bo'lgan belgi bo'lgan fenotipik xususiyat bo'lib, undan DNK darajasida allelning mavjudligi aniqlanadi.

Genom xaritalash usullari Genetik bog'lanish xaritasi Jinsiy yo'l bilan ko'payadigan organizmlarda meioz ota-ona xromosomalarini tasodifiy ravishda buzadi, parchalarni qayta birlashtiradi va aralashgan xromosomalarni gametalarga, keyin esa naslga ajratadi. Agar ikkita marker, A va B. xromosomada bir-biriga yaqin joylashgan bo'lsa, u holda ular o'rtasida meiotik tanaffus sodir bo'lishi ehtimoldan yiroq emas. Shuning uchun. A va B kamdan-kam hollarda rekombinatsiyalanadi va odatda bir xil gametalarga va shuning uchun bir xil avlodga birga ajratiladi (birgalikda). Bundan farqli o'laroq, agar B va Z markerlari xromosomaning qarama-qarshi uchlarida joylashgan bo'lsa, ular o'rtasida meiotik tanaffus paydo bo'lishi ehtimoli ancha yuqori bo'lib, ular mustaqil ravishda ajralib chiqishi mumkin. Turli xil xromosomalarda joylashgan markerlar ham mustaqil ravishda ajralib chiqadi. Demak, har qanday ikki marker orasidagi masofa ularning rekombinatsiya chastotasi bilan namoyon bo'ladi: yaqindan bog'langan markerlar kamdan-kam hollarda rekombinatsiyalanadi (yoki tez-tez birlashadi), uzoqdagi markerlar tez-tez rekombinatsiyalanadi va shuning uchun tasodifan kutilganidan ko'p bo'lmagan holda -50% birlashtiriladi. Bu Macmillan 2 yo'lini ta'minlaydi

markerlar juftlari orasidagi masofani taxmin qilish va agar barcha juftlik masofalari ma'lum bo'lsa, xarita tuzilishi mumkin. Biroq, bitta murakkab omil mavjud. Meyotik rekombinatsiya xromosomalar orasidagi homolog segmentlarning almashinuvi orqali sodir bo'ladi. Demak, har bir ota-ona xromosomasidagi markerlarning nusxalarini farqlash uchun qandaydir yo'l topish kerak, shuning uchun ajratish naqshini kuzatish mumkin. Bu faqat polimorfik belgilarda mumkin va rekombinatsiya faqat ota-ona tegishli lokuslarda hetero zigota bo'lgan hollarda aniqlanishi mumkin. Bundan tashqari, uch avlod (bobo-buvilar, ota-onalar va avlodlar) odatda bo'linish naqshini to'liq aniqlay olishlari uchun talab qilinadi (2-rasm). Polimorfik belgilarning ko'p turlari mavjud. Eng qadimgi genetik bog'lanish xaritalarida markerlar aniqlangan DNK ketma-ketliklari emas, balki asosiy (va keyin aniqlanmaydigan) polimorfizmlarni aks ettiradi deb faraz qilingan o'zgaruvchan xususiyatlar edi. Bunday "xususiyatlar xaritasi" hali ham amalga oshirilmoqda va faqat fenotipik ta'siri asosida genlarning nisbiy pozitsiyalarini aniqlash mumkin bo'lgan katta afzalliklarga ega. Bu, masalan, mas'ul genni aniqlash uchun birinchi qadam sifatida kasallik o'choqlarini xaritalashda foydalaniladi. Ko'pincha, genetik bog'lanish xaritalari ketma-ketlik darajasida tavsiflangan markerlar yordamida amalga oshiriladi. Eng qadimgi bunday belgilar cheklash fragmenti uzunligi polimorfizmlari yoki RFLP'lar edi - allellar ma'lum bir cheklash fermenti uchun saytlarni taqsimlashda farq qiladigan ketma-ketlik hududlari. RFLP'lar genomik DNKni cheklash fermenti bilan hazm qilish, parchalarni elektroforetik yo'l bilan hal qilish, Southern blotlash va qiziqish mintaqasiga to'ldiruvchi DNKning etiketli bo'lagi bilan tekshirish orqali aniqlanishi mumkin. Keyin avtoradiografda turli xil o'lchamdagi bantlar sifatida turli xil allellar paydo bo'ladi. RFLP'lar asosan mikrosatellitlar, takroriy takrorlanishlar soni allellar o'rtasida farq qiladigan oddiy takroriy ketma-ketlikdagi hududlar (CACACACA ... kabi) tomonidan bog'lanish xaritalashda almashtirildi. Allellar mikrosatellitning har ikki tomonidagi noyob ketma-ketlikka tavlanadigan primerlar tomonidan ishlab chiqarilgan PCR mahsulotining uzunligini (jellarda) o'lchash yo'li bilan baholanadi. Bitta nukleotidning ketma-ket polimorfizmlari PCR yoki gibridizatsiyaga asoslangan usullar bilan aniqlanishi mumkin. Bunday yagona nukleotid polimorfizmlari yoki SNP'lar inson genomida juda keng tarqalgan bo'lib, o'rtacha har bir necha yuz bazada bir marta uchraydi. Biroq, SNP'ler ko'pincha genomning bir hududi xaritalash va sekanslashdan so'ng aniqlanadi, balki boshlang'ich genetik bog'lanish xaritalash uchun marker sifatida xizmat qiladi. Xaritalarni yaratish uchun bog'lanish ma'lumotlarini tahlil qilish oddiy emas (ayniqsa, ko'plab markerlar xaritada bo'lishi kerak bo'lgan joylarda) va bir nechta matematik usullar mavjud. Birinchi qadam, odatda, tadqiqotdagi barcha mumkin bo'lgan belgilar juftlari orasidagi masofani taxmin qilishdir. Ideal holatda, bu ikki marker o'rtasida rekombinatsiya sodir bo'lgan meiotik hodisalarning ulushini topish orqali amalga oshirilishi mumkin.

Mavzu: Prionlar

Prion soʻzi “infeksion zarracha” atamasidan olingan. Oqsilning yuqumli agent sifatidagi faraz qilingan roli boshqa barcha maʼlum infektsion agentlardan, masalan, viroidlardan farq qiladi. , viruslar, bakteriyalar, zamburug'lar va parazitlar, ularning barchasi nuklein kislotalarni (DNK, RNK yoki ikkalasi) o'z ichiga oladi. Muayyan funktsiyasi noaniq bo'lgan asosiy prion oqsilining (PrP) prion izoformlari, transmissiv spongiform ensefalopatiyaların (TSES) sababi sifatida faraz qilinadi. Bularga quyidagilar kiradi: qo'ylardagi scrapie, kiyiklarda surunkali isrofgarchilik (CWD), qoramollarda (odatda "jinni sigir kasalligi" sifatida tanilgan) sigirlarda gubka shaklidagi ensefalopatiya (BSE) va odamlarda Creutzfeldt Jakob kasalligi (CJD). Sutemizuvchilarda ma'lum bo'lgan barcha prion kasalliklari miya yoki boshqa asab to'qimalarining tuzilishiga ta'sir qiladi; hammasi progressiv, ma'lum samarali davolash yo'q va har doim halokatli. Sutemizuvchilarning barcha ma'lum bo'lgan prion kasalliklari 2015 yilgacha alfa-sinukleinning prion shakli ko'p tizim atrofiyasiga (MSA) sabab bo'lishi taxmin qilingan paytgacha prion oqsili (PrP) sabab bo'lgan. [10] Prionlar o'ziga xos tarzda tartibsiz oqsilning bir turi bo'lib, ular boshqa oqsil kabi ma'lum bir sherik bilan bog'lanmagan ekan, ularning konformatsiyasini o'zgartiradi.

Prionlar o'ziga xos tarzda tartibsiz oqsillarning bir turi bo'lib, ular boshqa oqsil kabi ma'lum bir sherik bilan bog'lanmagan bo'lsa, o'zlarining konformatsiyasini o'zgartiradilar. Prion bilan, bir xil konformasyonda bir-biriga bog'langan bo'lsa, ikkita protein zanjiri stabillashadi. Bu sodir bo'lish ehtimoli past, lekin bir marta sodir bo'lsa, ikkalasining kombinatsiyasi juda barqaror. Keyin ko'proq birliklar qo'shilishi mumkin, bir xil "fibril" hosil qiladi. Prionlar infektsiyalangan to'qimalarda to'planib, to'qimalarning shikastlanishi va hujayra o'limi bilan bog'liq bo'lgan amiloidlar deb ataladigan oqsillarning g'ayritabiiy agregatlarini hosil qiladi. Amiloidlar, shuningdek, Altsgeymer kasalligi va Parkinson kasalligi kabi bir qator boshqa neyrodegenerativ kasalliklar uchun ham javobgardir. Prion kasalligi proteopatiyaning bir turi yoki tizimli anormal oqsillar kasalligidir. Odamlarda prionlar Creutzfeldt - Jakob kasalligi (CJD), uning varianti (vCJD), Gerstmann-Sträussler-Scheinker sindromi (GSS), halokatli oilaviy uyqusizlik (FFI) va kuru sabab bo'lishi mumkin, deb ishoniladi. Bundan tashqari, prionlar Altsgeymer kasalligi, Parkinson kasalligi va amyotrofik lateral skleroz (ALS) jarayonlarida rol o'ynashi mumkinligi haqida aniq dalillar mavjud; Bular prionga o'xshash kasalliklar deb ataladi. Bir necha xamirturush oqsillari ham prionogenik xususiyatlarga ega ekanligi aniqlangan.
Prionlarning Altsgeymer kasalligi, Parkinson kasalligi va amyotrofik lateral skleroz (ALS) jarayonlarida rol o'ynashi mumkinligini ko'rsatadigan dalillar ham mavjud; Bular prionga o'xshash kasalliklar deb ataladi. Bir necha xamirturush oqsillari ham prionogenik xususiyatlarga ega ekanligi aniqlangan, shuningdek, xotiralar shakllanishi paytida sinapslarni o'zgartirishda ishtirok etadigan oqsil (Erik Kandel § Ta'lim jarayonida molekulyar o'zgarishlarga qarang). Prion replikatsiyasi, xuddi replikatsiyaning boshqa shakllarida bo'lgani kabi, epimutasyon va tabiiy tanlanishga bo'ysunadi va ularning tuzilishi turlar orasida bir oz farq qiladi. Prion agregatlari barqaror va bu strukturaviy barqarorlik prionlarning kimyoviy va fizik vositalar tomonidan denatürasyona chidamliligini bildiradi: ularni oddiy dezinfeksiya yoki pishirish bilan yo'q qilib bo'lmaydi. Bu ushbu zarralarni yo'q qilish va saqlashni qiyinlashtiradi va tibbiy asboblar orqali iatrojenik tarqalish xavfi ortib borayotgan tashvish tug'diradi.
Prion kasalliklari bir nechta shartlarni o'z ichiga oladi. Prion - bu miyadagi normal oqsillarni g'ayritabiiy tarzda katlanmasını qo'zg'atishi mumkin bo'lgan oqsil turi. Prion kasalliklari ham odamlarga, ham hayvonlarga ta'sir qilishi mumkin va ba'zida infektsiyalangan go'sht mahsulotlari orqali odamlarga tarqaladi. Odamlarga ta'sir qiladigan prion kasalligining eng keng tarqalgan shakli Creutzfeldt - Jakob kasalligi (CJD). Prion kasalliklari kam uchraydi. AQShda har yili 300 ga yaqin holatlar qayd etiladi prion kasalliklari turlariga quyidagilar kiradi: CJD. Biror kishi bu holatni meros qilib olishi mumkin, bu holda u oilaviy CJD deb ataladi. Sporadik CJD esa, ma'lum bo'lgan xavf omillarisiz birdan rivojlanadi. Ko'pgina CJD holatlari kamdan-kam uchraydi va 60 yoshdagi odamlarga ta'sir qiladi. Olingan CJD shox parda transplantatsiyasi kabi tibbiy muolajalar paytida infektsiyalangan to'qimalarga ta'sir qilish natijasida yuzaga keladi.
CJD belgilari (pastga qarang) tezda og'ir nogironlik va o'limga olib keladi. Ko'p hollarda o'lim bir yil ichida sodir bo'ladi. Variant CJD. Bu "jinni sigir kasalligi" bilan bog'liq bo'lgan kasallikning yuqumli turi. Kasal go'shtni iste'mol qilish odamlarda kasallikka olib kelishi mumkin. Go'sht normal inson prion oqsilining anormal rivojlanishiga olib kelishi mumkin. Kasallikning bu turi odatda yosh odamlarga ta'sir qiladi. • O'zgaruvchan proteazga sezgir prionopatiya (VPSPr). Bu ham juda kam uchraydi, u CJD'ye o'xshaydi, ammo protein hazm qilish uchun kamroq sezgir. Oilada demans bilan og'rigan 70 yoshdan oshgan odamlar ko'proq uchraydi. Gerstmann - Sträussler - Scheinker kasalligi (GSS). Juda kam uchraydi, lekin erta yoshda, odatda 40 yoshda paydo bo'ladi.
Ushbu kasallik Yangi Gvineyada uchraydi. Bu yuqumli prionlar bilan ifloslangan inson miya to'qimasini iste'mol qilish natijasida yuzaga keladi. Kasallik va uning qanday yuqishi haqida xabardorlikning ortishi sababli, quri endi kam uchraydi. O'limga olib keladigan uyqusizlik (FI). Uyquni qiyinlashtiradigan kam uchraydigan irsiy kasallik. Kasallikning irsiy bo'lmagan sporadik shakli ham mavjud. Prion kasalligiga nima sabab bo'ladi? Prion kasalliklari, ko'p hujayralar yuzasida joylashgan oddiy prion oqsili g'ayritabiiy holga kelib, miyada to'planib, miyaga zarar etkazganda paydo bo'ladi. Miyadagi oqsilning bu g'ayritabiiy to'planishi xotira buzilishiga, shaxsiyat o'zgarishiga va harakat bilan bog'liq qiyinchiliklarga olib kelishi mumkin. Mutaxassislar prion kasalliklari haqida hali ham ko'p narsa bilishmaydi, lekin afsuski, bu kasalliklar odatda o'limga olib keladi.
Prion - bu miyadagi normal sog'lom oqsillarni g'ayritabiiy tarzda katlanishini tetiklash orqali hayvonlar va odamlarda kasallikka olib kelishi mumkin bo'lgan oqsil turi. Prionning ta'sir qilish usuli bakteriyalar va viruslardan juda farq qiladi, chunki ular oddiygina oqsil bo'lib, hech qanday genetik materialdan mahrum. Noto'g'ri katlanmış prion sog'lom odamga kirsa - ehtimol infektsiyalangan ovqatni iste'mol qilish orqali - u to'g'ri katlanmış oqsillarni kasallik bilan bog'liq shaklga aylantiradi. Bugungi kunga qadar bu qanday sodir bo'lishini hech kim bilmaydi. OVLA / Ilmiy foto kutubxonasi "jinni sigir" miyasida prionlar. BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy) yoki "jinni sigir" kasalligi bilan kasallangan sigirning miyasida prion fibrillalarining rangli transmissiya elektron mikrografi (TEM). Prionlar, prion oqsilidan tashkil topgan virusga o'xshash organizmlardir. Ushbu to'siqli fibrillalar (yashil) oqsillarni tashkil etuvchi oqsil ionlari ekanligiga ishoniladi.

Mavzu: Genom loyihalari

Inson genomi loyihasi tarixdagi eng katta ilmiy yutuqlardan biridir. Loyiha tanlangan organizmlarning barcha DNKlarini (genom sifatida tanilgan) har tomonlama o'rganishga intilayotgan xalqaro tadqiqotchilar guruhi boshchiligidagi biologik kashfiyotlar sayohati edi. 1990 yil oktyabr oyida boshlangan va 2003 yil aprel oyida yakunlangan Inson genomi loyihasining muhim yutug'i - inson genomining birinchi ketma-ketligini yaratish - inson rejasi haqida fundamental ma'lumotlarni taqdim etdi, bu esa inson biologiyasini o'rganishni tezlashtirdi va tibbiyot amaliyotini yaxshiladi. Quyida Inson genomi loyihasi haqida ko'proq bilib oling.

19957 Inson genomi loyihasining Xronologiyasi > Loyiha tarixining asosiy daqiqalarini ko'rsatadigan interaktiv xronologiya.

Inson genomi loyihasidan saboqlar > Loyihada ishtirok etgan taniqli olimlar olingan saboqlar haqida fikr yuritishadi. Inson genomi loyihasi: Yigirma besh yillik katta biologiya > Nature jurnalidagi sharh NHGRI rahbarlari tomonidan loyiha merosini muhokama qiladi. Translate buferdan qo'shib qo'yildi .
Genom loyihalari oxir-oqibatda organizmning toʻliq genom ketma-ketligini aniqlashga qaratilgan ilmiy urinishlardir (u hayvonmi, oʻsimlikmi, qoʻziqorinmi). , bakteriya , arxey , protist yoki virus ) va oqsil kodlovchi genlar va boshqa muhim genom kodlangan xususiyatlarni izohlash uchun. Organizmning genom ketma-ketligi organizmdagi har bir xromosomaning kollektiv DNK sekanslarini o'z ichiga oladi. Bitta xromosoma o'z ichiga olgan bakteriya uchun genom loyihasi ushbu xromosomaning ketma-ketligini xaritalashni maqsad qiladi. Genomi 22 juft autosoma va 2 jinsiy xromosomani o'z ichiga olgan inson turlari uchun to'liq genom ketma-ketligi 46 ta alohida xromosoma sekanslarini o'z ichiga oladi.

Inson genomi loyihasi (HGP) xalqaro ilmiy tadqiqot loyihasi boʻlib, uning maqsadi inson DNKsini tashkil etuvchi tayanch juftliklarni aniqlash hamda inson genomining barcha genlarini jismoniy va funksional nuqtai nazardan aniqlash, xaritalash va ketma-ketlashtirishdir. . U 1990 yilda boshlangan va 2003 yilda yakunlangan. Bu dunyodagi eng yirik hamkorlikdagi biologik loyiha bo'lib qolmoqda. Loyihani rejalashtirish 1984 yilda AQSh hukumati tomonidan qabul qilinganidan so'ng boshlandi va u 1990 yilda rasman ishga tushirildi. U 2003 yil 14 aprelda tugallangan deb e'lon qilindi va genomning taxminan 92 foizini o'z ichiga oladi. "To'liq genom" darajasiga 2021 yilning may oyida erishildi, qolgan atigi 0,3% asoslari potentsial muammolar bilan qoplangan. Yakuniy boʻshliqsiz yigʻish 2022-yil yanvar oyida yakunlandi. BIOLOGIYA

1998 yilda rasmiy ravishda ishga tushirilgan Celera korporatsiyasi yoki Celera Genomics tomonidan hukumat tashqarisida parallel loyiha amalga oshirildi. Hukumat homiyligidagi ketma-ketlikning aksariyati AQSh, Buyuk Britaniya, Yaponiyadagi yigirmata universitet va tadqiqot markazlarida amalga oshirildi. Frantsiya, Germaniya va Xitoy, Xalqaro Inson Genomi Sequencing Konsortsiumida (IHGSC) ishlaydi. Inson genomi loyihasi dastlab inson haploid mos yozuvlar genomidagi nukleotidlarning to'liq to'plamini xaritalashni maqsad qilgan, ulardan uch milliarddan ortiq. Har qanday shaxsning "genomi" noyobdir; "inson genomini" xaritalash, oz sonli shaxslardan to'plangan namunalarni sekanslash va keyin 24 ta inson xromosomasining (22 autosoma va 2 jinsiy xromosoma) har biri uchun to'liq ketma-ketlikni olish uchun ketma-ket bo'laklarni yig'ishni o'z ichiga oladi. Shuning uchun, tugallangan inson genomi mozaika bo'lib, hech qanday shaxsni ifodalamaydi. Loyihaning ko'p foydasi inson genomining katta qismi barcha odamlarda bir xil ekanligidan kelib chiqadi.
Inson genomi loyihasining diqqat markazida Inson genomi loyihasining asosiy ishi tadqiqotchilarga oddiy biologiya bilan bir qatorda kam uchraydigan va keng tarqalgan kasalliklar bilan bog'liq genlarni aniqlash imkonini beradigan uchta asosiy qayta qidirish vositalarini ishlab chiqarish edi. Ushbu vositalar pozitsion klonlash sifatida tanilgan (Kollinz 1992). Ushbu ilg'or usullar tadqiqotchilarga genning oqsil mahsuloti yoki funktsiyasini aniqlamasdan, to'g'ridan-to'g'ri genomda kasallik bilan bog'liq genlarni qidirishga imkon beradi. (Goate maqolasiga qarang, 217-220-betlar.) 1986 yildan beri tadqiqotchilar birinchi marta pozitsion klonlash orqali surunkali granulomatoz kasallik genini topdilar, bu usul kasallik bilan bog'liq bo'lgan 40 dan ortiq genlarni ajratib olishga olib keldi. kelajakda yana ko'plab genlarni aniqlash imkonini beradi (1-jadval). Yuqoriga qaytish

Inson genomi loyihasi tomonidan ishlab chiqilayotgan uchta vositaning har biri izlanayotgan o'ziga xos genni yaxshiroq fokuslashga yordam beradi (qarang yon panel, s. 192-193). Ushbu vositalardan birinchisi, genetik xarita, xromosomalar bo'ylab ko'proq yoki kamroq teng masofada joylashgan minglab nishonlardan - qisqa, o'ziga xos DNK qismlaridan iborat. Ushbu vosita yordamida qayta qidiruvchilar genning joylashishini xromosomaning bir hududiga toraytirishi mumkin. Ushbu hudud aniqlangandan so'ng, tadqiqotchilar o'ziga xos genni aniqlash uchun ikkinchi vositaga - jismoniy xaritaga murojaat qilishadi. Jismoniy xaritalar butun xromosomani qamrab olishi mumkin bo'lgan bir-biriga yopishgan DNK to'plamidir. Ushbu to'plamlar klonlanadi va kelajakdagi tadqiqotlar uchun muzlatiladi. Jismoniy xarita tugallangandan so'ng, tergovchilar xromosani qayta qidirish o'rniga, muzlatgichga borib, zarur bo'lgan DNKning haqiqiy qismini tanlab olishlari mumkin bo'ladi. Yakuniy vosita, inson genomini tashkil etuvchi barcha DNKning aniq ketma-ketligini o'z ichiga olgan DNK nukleotidlarining to'liq ketma-ketlik xaritasini yaratish bo'ladi.

Genetik xaritalar inson genomining rejasini taqdim etadi Inson genomi loyihasining asosiy yo'nalishi tadqiqotchilarga katta miqdordagi irsiy materialni tez va samarali ravishda tahlil qilish imkonini beradigan vositalarni ishlab chiqishdan iborat. Ushbu loyihaning muvaffaqiyati har bir xromoni aniq xaritalashiga bog'liq. Inson genomi loyihasida asosan uchta darajadagi xaritalardan foydalaniladi, ularning har biri nafaqat individual genlarning tuzilishini, balki ularning bir-biriga va butun xromosoma tuzilishiga aloqadorligini tushunishni oshirishga yordam beradi.

Genomika Angliya Bizning tashabbuslarimiz > 100 000 genom loyihasi 76 % Genomika Angliyaning birinchi tashabbusi - nodir kasallik yoki saraton kasalligiga chalingan 85 000 NHS bemorlarining 100 000 genomlarini ketma-ketlashtirish - genomikaning sog'liq uchun rol o'ynashi bo'yicha yangi kashfiyotlar va davomli topilmalarga olib keladi. Umumiy ko'rinish Natijalaringizni olish Qo'shimchalar Loyihaning ta'siri 100 000 genom loyihasi bizning genlarimizning sog'liq va kasallikdagi rolini ketma-ketlashtirish va o'rganish bo'yicha Britaniya tashabbusi edi. Ishga qabul qilish 2018 yil dekabr oyida yakunlandi, ammo tadqiqot va tahlil hali ham davom etmoqda. Ishtirokchilarimiz nodir kasalliklar va saraton kasalligiga chalingan ko'plab bemorlar uchun samarali natijalarni topishga yordam berishdi.

Genom loyihalari oxir-oqibatda organizmning (hayvon, o'simlik, qo'ziqorin, bakteriya, arxey, protist yoki virus bo'ladimi) to'liq genom ketma-ketligini aniqlashga qaratilgan ilmiy urinishlardir. Har qanday organizm uchun genom ketma-ketligi aniqlanishi uchun organizmdagi har bir xromosoma uchun DNK ketma-ketligini talab qiladi. Odatda faqat bitta xromosomaga ega bo'lgan bakteriyalar uchun genom loyihasi ushbu xromosomaning ketma-ketligini xaritalashni maqsad qiladi. 22 juft xromosoma va 2 jinsiy xromosomaga ega bo'lgan odamlar tugallangan genomni ifodalash uchun 24 ta alohida xromosoma ketma-ketligini talab qiladi. Tavsiya etilgan Inson genomi loyihasi muhim genom loyihasi edi va ba'zilar genomika davri insoniyat tarixidagi eng fundamental yutuqlardan biri ekanligini
Inson genomi loyihasining diqqat markazida Inson genomi loyihasining asosiy ishi tadqiqotchilarga oddiy biologiya bilan bir qatorda kam uchraydigan va keng tarqalgan kasalliklar bilan bog'liq genlarni aniqlash imkonini beradigan uchta asosiy qayta qidirish vositalarini ishlab chiqarish edi. Ushbu vositalar pozitsion klonlash sifatida tanilgan (Kollinz 1992). Ushbu ilg'or usullar tadqiqotchilarga genning oqsil mahsuloti yoki funktsiyasini aniqlamasdan, to'g'ridan-to'g'ri genomda kasallik bilan bog'liq genlarni qidirishga imkon beradi. (Goate maqolasiga qarang, 217-220-betlar.) 1986 yildan beri tadqiqotchilar birinchi marta pozitsion klonlash orqali surunkali granulomatoz kasallik genini topdilar, bu usul kasallik bilan bog'liq bo'lgan 40 dan ortiq genlarni ajratib olishga olib keldi. kelajakda yana ko'plab genlarni aniqlash imkonini beradi (1-jadval). Yuqoriga qaytish

Inson genomi loyihasi tomonidan ishlab chiqilayotgan uchta vositaning har biri izlanayotgan o'ziga xos genni yaxshiroq fokuslashga yordam beradi (qarang yon panel, s. 192-193). Ushbu vositalardan birinchisi, genetik xarita, xromosomalar bo'ylab ko'proq yoki kamroq teng masofada joylashgan minglab nishonlardan - qisqa, o'ziga xos DNK qismlaridan iborat. Ushbu vosita yordamida qayta qidiruvchilar genning joylashishini xromosomaning bir hududiga toraytirishi mumkin. Ushbu hudud aniqlangandan so'ng, tadqiqotchilar o'ziga xos genni aniqlash uchun ikkinchi vositaga - jismoniy xaritaga murojaat qilishadi. Jismoniy xaritalar butun xromosomani qamrab olishi mumkin bo'lgan bir-biriga yopishgan DNK to'plamidir. Ushbu to'plamlar klonlanadi va kelajakdagi tadqiqotlar uchun muzlatiladi. Jismoniy xarita tugallangandan so'ng, tergovchilar xromosani qayta qidirish o'rniga, muzlatgichga borib, zarur bo'lgan DNKning haqiqiy qismini tanlab olishlari mumkin bo'ladi. Yakuniy vosita, inson genomini tashkil etuvchi barcha DNKning aniq ketma-ketligini o'z ichiga olgan DNK nukleotidlarining to'liq ketma-ketlik xaritasini yaratish bo'ladi.

. Genomika Angliya Bizning tashabbuslarimiz > 100 000 genom loyihasi 76 % Genomika Angliyaning birinchi tashabbusi - nodir kasallik yoki saraton kasalligiga chalingan 85 000 NHS bemorlarining 100 000 genomlarini ketma-ketlashtirish - genomikaning sog'liq uchun rol o'ynashi bo'yicha yangi kashfiyotlar va davomli topilmalarga olib keladi. Umumiy ko'rinish Natijalaringizni olish Qo'shimchalar Loyihaning ta'siri 100 000 genom loyihasi bizning genlarimizning sog'liq va kasallikdagi rolini ketma-ketlashtirish va o'rganish bo'yicha Britaniya tashabbusi edi. Ishga qabul qilish 2018 yil dekabr oyida yakunlandi, ammo tadqiqot va tahlil hali ham davom etmoqda. Ishtirokchilarimiz nodir kasalliklar va saraton kasalligiga chalingan ko'plab bemorlar uchun samarali natijalarni topishga yordam berishdi.
Genom loyihalari oxir-oqibatda organizmning (hayvon, o'simlik, qo'ziqorin, bakteriya, arxey, protist yoki virus bo'ladimi) to'liq genom ketma-ketligini aniqlashga qaratilgan ilmiy urinishlardir. Har qanday organizm uchun genom ketma-ketligi aniqlanishi uchun organizmdagi har bir xromosoma uchun DNK ketma-ketligini talab qiladi. Odatda faqat bitta xromosomaga ega bo'lgan bakteriyalar uchun genom loyihasi ushbu xromosomaning ketma-ketligini xaritalashni maqsad qiladi. 22 juft xromosoma va 2 jinsiy xromosomaga ega bo'lgan odamlar tugallangan genomni ifodalash uchun 24 ta alohida xromosoma ketma-ketligini talab qiladi. Tavsiya etilgan Inson genomi loyihasi muhim genom loyihasi edi va ba'zilar genomika davri insoniyat tarixidagi eng fundamental yutuqlardan biri ekanligini ta'kidladilar.

Olimlar bir necha o'n yillar davomida ushbu vazifalar va tajribalarning ko'pini amalga oshirgan bo'lsa-da, Inson genomi loyihasi noyob va o'zining sa'y-harakatlari bilan ajralib turadi. Inson genomida 3 milliard DNK qurilish bloklari (ya'ni nukleotidlar) mavjud bo'lib, har bir nukleotid bir harf bilan ifodalangan bo'lsa, taxminan ming 1000 sahifalik telefon kitoblarini to'ldirish uchun etarli. Inson genomining hajmini hisobga olgan holda, tadqiqotchilar katta hajmdagi ma'lumotlarni tez, tejamkor va aniq qayta ishlay oladigan DNK tahlilining yangi usullarini ishlab chiqishlari kerak. Ushbu usullar kasallikning oilaviy tadqiqotlari uchun DNKni tavsiflaydi, genomik xaritalarni yaratadi, genlarning nukleotidlar ketma-ketligini va boshqa yirik DNK parchalarini aniqlaydi, genlarni aniqlaydi va genetik ma'lumotlarning keng ko'lamli kompyuter manipulyatsiyasini amalga oshiradi.

Inson genomi loyihasining diqqat markazida Inson genomi loyihasining asosiy ishi tadqiqotchilarga oddiy biologiya bilan bir qatorda kam uchraydigan va keng tarqalgan kasalliklar bilan bog'liq genlarni aniqlash imkonini beradigan uchta asosiy qayta qidirish vositalarini ishlab chiqarish edi. Ushbu vositalar pozitsion klonlash sifatida tanilgan (Kollinz 1992). Ushbu ilg'or usullar tadqiqotchilarga genning oqsil mahsuloti yoki funktsiyasini aniqlamasdan, to'g'ridan-to'g'ri genomda kasallik bilan bog'liq genlarni qidirishga imkon beradi. (Goate maqolasiga qarang, 217-220-betlar.) 1986 yildan beri tadqiqotchilar birinchi marta pozitsion klonlash orqali surunkali granulomatoz kasallik genini topdilar, bu usul kasallik bilan bog'liq bo'lgan 40 dan ortiq genlarni ajratib olishga olib keldi. kelajakda yana ko'plab genlarni aniqlash imkonini beradi.

Mavzu: Qiyosiy genomika va gomologiya

Qiyosiy genomika biologik tadqiqot sohasi bo'lib, unda turli organizmlarning genomik xususiyatlari solishtiriladi. Genomik xususiyatlar DNK ketma-ketligini, genlarni, gen tartibini, tartibga solish ketma-ketliklarini va boshqa genomik struktura belgilarini o'z ichiga olishi mumkin. Genomikaning ushbu bo'limida genom loyihalari natijasida hosil bo'lgan genomlarning butun yoki katta qismlari asosiy biologik o'xshashlik va farqlarni hamda organizmlar o'rtasidagi evolyutsion munosabatlarni o'rganish uchun solishtiriladi. Qiyosiy genomikaning asosiy printsipi shundan iboratki, ikki organizmning umumiy xususiyatlari ko'pincha ular o'rtasida evolyutsion tarzda saqlanib qolgan DNKda kodlanadi. [6] Shuning uchun, qiyosiy genomik yondashuvlar genom ketma-ketliklarini hizalanishning ba'zi shakllarini qilish va hizalanmış genomlarda ortologik ketma-ketliklarni (umumiy ajdodga ega bo'lgan ketma-ketliklarni) izlash va bu ketma-ketliklarning qanchalik saqlanib qolganligini tekshirish bilan boshlanadi. Bularga asoslanib, genom va molekulyar evolyutsiya xulosa qilinadi va bu o'z navbatida, masalan, fenotipik evolyutsiya yoki populyatsiya genetikasi kontekstida qo'yilishi mumkin

Inson genomi loyihasining diqqat markazida Inson genomi loyihasining asosiy ishi tadqiqotchilarga oddiy biologiya bilan bir qatorda kam uchraydigan va keng tarqalgan kasalliklar bilan bog'liq genlarni aniqlash imkonini beradigan uchta asosiy qayta qidirish vositalarini ishlab chiqarish edi. Ushbu vositalar pozitsion klonlash sifatida tanilgan (Kollinz 1992). Ushbu ilg'or usullar tadqiqotchilarga genning oqsil mahsuloti yoki funktsiyasini aniqlamasdan, to'g'ridan-to'g'ri genomda kasallik bilan bog'liq genlarni qidirishga imkon beradi. (Goate maqolasiga qarang, 217-220-betlar.) 1986 yildan beri tadqiqotchilar birinchi marta pozitsion klonlash orqali surunkali granulomatoz kasallik genini topdilar, bu usul kasallik bilan bog'liq bo'lgan 40 dan ortiq genlarni ajratib olishga olib keldi. kelajakda yana ko'plab genlarni aniqlash imkonini beradi (1-jadval). Yuqoriga qaytish

Inson genomi loyihasi tomonidan ishlab chiqilayotgan uchta vositaning har biri izlanayotgan o'ziga xos genni yaxshiroq fokuslashga yordam beradi (qarang yon panel, s. 192-193). Ushbu vositalardan birinchisi, genetik xarita, xromosomalar bo'ylab ko'proq yoki kamroq teng masofada joylashgan minglab nishonlardan - qisqa, o'ziga xos DNK qismlaridan iborat. Ushbu vosita yordamida qayta qidiruvchilar genning joylashishini xromosomaning bir hududiga toraytirishi mumkin. Ushbu hudud aniqlangandan so'ng, tadqiqotchilar o'ziga xos genni aniqlash uchun ikkinchi vositaga - jismoniy xaritaga murojaat qilishadi. Jismoniy xaritalar butun xromosomani qamrab olishi mumkin bo'lgan bir-biriga yopishgan DNK to'plamidir. Ushbu to'plamlar klonlanadi va kelajakdagi tadqiqotlar uchun muzlatiladi. Jismoniy xarita tugallangandan so'ng, tergovchilar xromosani qayta qidirish o'rniga, muzlatgichga borib, zarur bo'lgan DNKning haqiqiy qismini tanlab olishlari mumkin bo'ladi. Yakuniy vosita, inson genomini tashkil etuvchi barcha DNKning aniq ketma-ketligini o'z ichiga olgan DNK nukleotidlarining to'liq ketma-ketlik xaritasini yaratish bo'ladi.

. Genomika Angliya Bizning tashabbuslarimiz > 100 000 genom loyihasi 76 %
Genomika Angliyaning birinchi tashabbusi - nodir kasallik yoki saraton kasalligiga chalingan 85 000 NHS bemorlarining 100 000 genomlarini ketma-ketlashtirish - genomikaning sog'liq uchun rol o'ynashi bo'yicha yangi kashfiyotlar va davomli topilmalarga olib keladi. Umumiy ko'rinish Natijalaringizni olish Qo'shimchalar Loyihaning ta'siri 100 000 genom loyihasi bizning genlarimizning sog'liq va kasallikdagi rolini ketma-ketlashtirish va o'rganish bo'yicha Britaniya tashabbusi edi. Ishga qabul qilish 2018 yil dekabr oyida yakunlandi, ammo tadqiqot va tahlil hali ham davom etmoqda. Ishtirokchilarimiz nodir kasalliklar va saraton kasalligiga chalingan ko'plab bemorlar uchun samarali natijalarni topishga yordam berishdi.

1995 yilda ikkita organizmning butun genomlari (ya'ni, Haemophilus influenzae va Mycoplasma genitalium bakteriyalarining genomlari) mavjud bo'lishi bilanoq deyarli boshlandi, qiyosiy genomika endi har bir yangi genom ketma-ketligini tahlil qilishning standart komponenti hisoblanadi. DNK sekanslash texnologiyalari, xususan, 2000-yillarning oxirida keyingi avlod sekanslash usullaridagi yutuqlar tufayli genom loyihalari sonining portlashi bilan bu soha yanada murakkablashdi va ko'plab genomlar bilan shug'ullanish imkonini berdi. bitta tadqiqotda. [⁹] Qiyosiy genomika odamlar va shimpanzelar kabi yaqindan bog'liq bo'lgan organizmlar o'rtasidagi o'xshashlikning yuqori darajasini va ajablanarlisi shundaki, odamlar va xamirturush Saccharomyces cerevisiae kabi uzoqdan bog'liq bo'lgan organizmlar o'rtasidagi o'xshashlikni aniqladi. [4] Bundan tashqari, turli evolyutsion nasllarda gen tarkibining haddan tashqari xilma-xilligini ko'rsatdi. [ 8 ]

Qiyosiy genomika 2003 yil aprel. Inson, sichqon va boshqa ko'plab organizmlarning genomlarini ketma-ketlashtirish - xamirturushdan tortib shimpanzegacha - qiyosiy genomika deb ataladigan qiziqarli yangi biologik tadqiqotlar sohasini rivojlantirishga turtki bo'lmoqda. Inson genomining tayyor mos yozuvlar ketma-ketligini boshqa organizmlarning genomlari bilan taqqoslab, tadqiqotchilar o'xshashlik va farqli hududlarni aniqlashlari mumkin. Ushbu ma'lumot olimlarga inson genlarining tuzilishi va funktsiyasini yaxshiroq tushunishga yordam beradi va shu bilan inson kasalliklariga qarshi kurashish uchun yangi strategiyalarni ishlab chiqadi. Qiyosiy genomika, shuningdek, organizmlar orasidagi evolyutsion o'zgarishlarni o'rganish uchun kuchli vosita bo'lib, turlar orasida saqlanib qolgan genlarni, shuningdek, har bir organizmga o'ziga xos xususiyatlarni beruvchi genlarni aniqlashga yordam beradi.

Millionlab yillar davomida bir nechta organizmlarda saqlanib qolgan kompyuterga asoslangan genomik xususiyatlardan foydalangan holda, tadqiqotchilar gen funktsiyasini boshqaradigan signallarni aniqlay oladilar va bu o'z navbatida innovatsion yondashuvlarga aylanishi kerak. inson kasalliklarini davolash va inson salomatligini yaxshilash uchun. Bundan tashqari, evolyutsiya nuqtai nazari kasallik sezuvchanligini tushunishda juda foydali bo'lishi mumkin. Misol uchun, shimpanzelarning DNK ketma-ketligi biznikiga 98,8 foiz o'xshash bo'lsa ham, shimpanzelar bezgak va OITS kabi odamlarga ta'sir qiladigan ba'zi kasalliklardan aziyat chekmaydilar. Kasallik sezuvchanligi bilan bog'liq bo'lgan genlar ketma-ketligini taqqoslash ushbu turdagi to'siqning sabablarini ochib beradi va shu bilan inson kasalliklarining oldini olishning yangi yo'llarini taklif qiladi. Inson salomatligi va farovonligi uchun ta'siridan tashqari, qiyosiy genomika hayvonot dunyosiga ham foyda keltirishi mumkin. Sequencing texnologiyasi oson va arzonroq o'sib borishi bilan, zoologiya, qishloq xo'jaligi va biotexnologiyada bir-biridan ajratish uchun vosita sifatida keng qo'llanilishi mumkin.

Tirik mavjudotlar ko'p turli xil ko'rinishga ega bo'lishiga qaramay, ularning barcha genomlari minglab turli xil oqsillarni kodlaydigan genlarni tashkil etuvchi kimyoviy zanjir bo'lgan DNKdan iborat. Qaysi protein ma'lum bir gen tomonidan ishlab chiqarilganligi to'rtta kimyoviy qurilish bloklari - adenin (A), timin (T), sitozin (C) va guanin (G) - DNKning qo'sh spiral tuzilishi bo'ylab joylashish ketma-ketligi bilan aniqlanadi. . Tadqiqotchilar qiyosiy tadqiqotlarda organizm genomidan samarali foydalanishlari uchun uning DNKsi haqidagi ma'lumotlar katta, qo'shni segmentlarda, xromosomalarga bog'langan va ideal holda to'liq ketma-ketlikda bo'lishi kerak. Bundan tashqari, ma'lumotlarni yuqori tezlikda tahlil qilish uchun murakkab kompyuter dasturlari yordamida tadqiqotchilarga qulay foydalanish imkonini beradigan tarzda tashkil qilish kerak. Inson genomini muvaffaqiyatli sekanslash va sichqon va kalamush genomlarining so'nggi loyihalari yig'ilishlari keng ko'lamli sekanslash loyihalari yuqori sifatli ma'lumotlarni o'rtacha narxda ishlab chiqarishi mumkinligini ko'rsatdi. Natijada, boshqa ko'plab genomlarning ketma-ketligiga qiziqish

Qiyosiy genomikaning ta'rifi va rivojlanishi Qiyosiy genomikani oddiygina butun genom ketma-ketliklaridan olingan biologik ma'lumotlarni solishtirish sifatida aniqlash mumkin. Shuning uchun qiyosiy genomika 1995 yilda, birinchi ikkita butun organizm genomlari (Haemophilus influenzae RD va Mycoplasma genitalium G37 bakteriyalari uchun) nashr etilganda boshlandi (1-rasm). Ko'p o'tmay, genom ketma-ketliklarining o'zlari va ulardan olinishi mumkin bo'lgan RNKlar, oqsillar va gen izohlarini solishtirish uchun bioinformatika vositalari paydo bo'ldi. Ushbu vositalar, ketma-ketlik texnologiyasidagi yutuqlar tomonidan boshqariladigan ketma-ket genomlarning eksponensial tarqalishi bilan shug'ullanish va yanada keng qamrovli va foydalanuvchilarga qulay bo'lish uchun doimiy ravishda rivojlanmoqda. Hozirda 2000 ga yaqin genom mavjud va 10 000 dan ortiq genom mavjud (2011 yil avgust), qiyosiy genomik yondashuvlardan foydalanish etuklikka erishmoqda (1-rasm). Qiyosiy genomikaning ba'zi asosiy qo'llanmalari 2-rasmda QO'RIB-BEKISTONDA jamlangan va quyida keltirilgan.

Qiyosiy genomik duragaylash CGH individual genomlar orasidagi farqlarni kantitatsiya qiladi va solishtiradi; To'g'ridan-to'g'ri xromosoma vizualizatsiyasisiz xromosoma lokalizatsiyasi yo'qotishlari / daromadlarini tahlil qilish mumkin (lourov va boshq., 2008b). Nukleotid darajasiga qadar o'lchamlari CGH massivida olinishi mumkin, ammo bu usul hujayraning xromosoma tahlili uchun yomon qo'llaniladi. Yagona hujayralardagi xromosoma aberrasyonlarını aniqlash uchun preimplantatsiya embrionlarining mikrodissected interfaza yadrolarida standart CGH yoki massiv CGH dan foydalanishni tasvirlaydigan tadqiqotlar mavjud (Liehr, 2009). Bunday yondashuvlarning qo'llanilishi xromosomali DNKni to'g'ridan-to'g'ri vizualizatsiya qilishni talab qiladigan xromosoma biologiyasining boshqa sohalarida qo'llanilishi mumkin bo'lmagan muvozanatsiz genomik qayta tashkil etish uchun mo'ljallangan (Levskiy va Singer, 2003). Molekulyar diagnostikada yagona hujayralar va somatik genomik varyasyonlar uchun CGH asosidagi tahlil hali o'rnatilmagan.

Massiv qiyosiy genomik duragaylash P.M. Boone, P. Stankiewicz, Brenner's Encyclopedia of Genetics (ikkinchi nashr), 2013 71% Array Design CGH, aCGH ning kashshofi, differensial etiketli testning bir vaqtning o'zida gibridlanishiga tayanadi va xromosoma tarqalishini nazorat qilish uchun genomik DNK namunalarini nazorat qiladi. slayd. Ikki genom o'rtasidagi nusxa ko'chirish soni farqlarini aks ettiruvchi maqsadli xromosomalar bo'ylab sinov va mos yozuvlar DNKsining bog'lanishidagi farqlar, yomon piksellar bilan (~ 10-20 Mb) bo'lsa-da, har qanday xromosoma joyida aniqlanishi mumkin. CGH tasvirlarini tahlil qilish uchun dasturiy ta'minotdan foydalanadigan yuqori aniqlikdagi (HR) CGH, piksellar sonini ~ 5 Mb gacha yaxshilashi mumkin. aCGH metafaza xromosomalarini mikroarraylar bilan almashtiradi, dastlab gen ifodasini o'lchash uchun ishlatiladigan va shisha slaydga immobilize qilingan problardan (ssDNA'lar) iborat qurilmalar. Birinchi avlod aCGH massivlarida bakterial sun'iy xromosomalar (BAC) yoki qo'shimcha DNK (cDNK) - klonlangan genomik segmentlardan olingan zondlar mavjud edi; zamonaviy massivlarda ~ 60 mer oligonükleotid problari ishlatiladi.

Olimlar bir necha o'n yillar davomida ushbu vazifalar va tajribalarning ko'pini amalga oshirgan bo'lsa-da, Inson genomi loyihasi noyob va o'zining sa'y-harakatlari bilan ajralib turadi. Inson genomida 3 milliard DNK qurilish bloklari (ya'ni nukleotidlar) mavjud bo'lib, har bir nukleotid bir harf bilan ifodalangan bo'lsa, taxminan ming 1000 sahifalik telefon kitoblarini to'ldirish uchun etarli. Inson genomining hajmini hisobga olgan holda, tadqiqotchilar katta hajmdagi ma'lumotlarni tez, tejamkor va aniq qayta ishlay oladigan DNK tahlilining yangi usullarini ishlab chiqishlari kerak. Ushbu usullar kasallikning oilaviy tadqiqotlari uchun DNKni tavsiflaydi, genomik xaritalarni yaratadi, genlarning nukleotidlar ketma-ketligini va boshqa yirik DNK parchalarini aniqlaydi, genlarni aniqlaydi va genetik ma'lumotlarning keng ko'lamli kompyuter manipulyatsiyasini amalga oshiradi.

Inson genomi loyihasining diqqat markazida Inson genomi loyihasining asosiy ishi tadqiqotchilarga oddiy biologiya bilan bir qatorda kam uchraydigan va keng tarqalgan kasalliklar bilan bog'liq genlarni aniqlash imkonini beradigan uchta asosiy qayta qidirish vositalarini ishlab chiqarish edi. Ushbu vositalar pozitsion klonlash sifatida tanilgan (Kollinz 1992). Ushbu ilg'or usullar tadqiqotchilarga genning oqsil mahsuloti yoki funktsiyasini aniqlamasdan, to'g'ridan-to'g'ri genomda kasallik bilan bog'liq genlarni qidirishga imkon beradi. (Goate maqolasiga qarang, 217-220-betlar.) 1986 yildan beri tadqiqotchilar birinchi marta pozitsion klonlash orqali surunkali granulomatoz kasallik genini topdilar, bu usul kasallik bilan bog'liq bo'lgan 40 dan ortiq genlarni ajratib olishga olib keldi. kelajakda yana ko'plab genlarni aniqlash imkonini beradi (1-jadval).

Matematikada homologiya [¹] abel guruhlari yoki modullari kabi algebraik obʼyektlar ketma-ketligini boshqa matematiklar bilan bogʻlashning umumiy usulidir . topologik bo'shliqlar kabi ob'ektlar.Gomologiya guruhlari dastlab algebraik topologiyada aniqlangan.Shunga o'xshash konstruktsiyalar mavhum algebra, guruhlar, Li algebralari, Galois nazariyasi va algebraik geometriya kabi boshqa kontekstlarda ham mavjud.Gomologiyani aniqlashning asl motivi Guruhlar ikkita shaklni ularning teshiklarini tekshirish orqali bir-biridan ajratish mumkinligini kuzatish edi.Masalan, aylana disk emas, chunki disk qattiq holatda aylana orqali teshik bo'ladi, oddiy shar esa aylana emas, chunki shar uni o'rab oladi. ikki o'lchovli teshik aylana bir o'lchamli tuynukni o'rab turgan bo'lsa-da, lekin, bir teshik "u erda emas", chunki, bir teshik aniqlash yoki qanday teshik turli xil farqlash qanday darhol aniq emas. Gomologiya dastlab manifolddagi teshiklarni aniqlash va tasniflash uchun qat'iy matematik usul edi. To'g'ridan-to'g'ri gapiradigan bo'lsak, tsikl yopiq submanifold, chegara - bu submanifoldning chegarasi bo'lgan tsikl va homologiya sinfi (teshikni ifodalovchi) modul chegaralarining tenglik sinfidir. Shunday qilib, bir homologiya sinfi har qanday submanifoldning chegarasi bo'lmagan tsikl bilan ifodalanadi: tsikl teshikni, ya'ni chegarasi o'sha tsikl bo'ladigan, lekin "u erda bo'lmagan" gipotetik manifoldni ifodalaydi. Turli xil homologiya nazariyalari mavjud. Matematik ob'ektning ma'lum bir turi, masalan, topologik makon yoki guruh, bir yoki bir nechta bog'liq homologiya nazariyasiga ega bo'lishi mumkin. Agar asosiy ob'ekt topologik bo'shliqlar kabi geometrik talqinga ega bo'lsa, n-homologiya guruhi n o'lchamidagi xatti-harakatni ifodalaydi. Ko'pgina homologiya guruhlari yoki modullari tuzilgan bo'lishi mumkin.
Rivojlanish biologiyasida embrionda xuddi shu tarzda va o'xshash kelib chiqishidan rivojlangan organlar, masalan, bir xil hayvonning ketma-ket segmentlarida mos keladigan primordiyalardan kelib chiqqan holda, ketma-ket homologdir. Misollar, kırkayak oyoqlari, bir hasharotning maksiller palp va labial palp, va bir umurtqa pog'onasida ketma-ket umurtqalarning o'murtqa jarayonlari. Erkak va urg'ochi reproduktiv organlar, agar ular bir xil embrion to'qimalardan rivojlansa, sut emizuvchilarning tuxumdonlari va moyaklar, shu jumladan odamlarda ham gomologik hisoblanadi. [Iqtibos kerak] Protein yoki DNK ketma-ketliklari orasidagi ketma-ketlik homologiyasi ham xuddi shunday umumiy ajdodlar nuqtai nazaridan aniqlanadi. DNKning ikkita segmenti spetsifikatsiya hodisasi (ortologlar) yoki duplikatsiya hodisasi (paraloglar) tufayli umumiy ajdodlarga ega bo'lishi mumkin. Oqsillar yoki DNK o'rtasidagi homologiya ularning ketma-ketlik o'xshashligidan kelib chiqadi. Muhim o'xshashlik, ikkita ketma-ketlikning umumiy ajdoddan ajralib chiqadigan evolyutsiya bilan bog'liqligining kuchli dalilidir. Gomologik hududlarni aniqlash uchun bir nechta ketma-ketliklarning hizalanması qo'llaniladi. Hayvonlarning xulq-atvorida homologiya munozarali bo'lib qolmoqda, ammo masalan, hukmronlik ierarxiyasi primatlar bo'ylab homolog bo'lganligi haqida ishonchli dalillar mavjud.

Gomologiya Tarkib tuzilishi, fiziologiyasi yoki umumiy evolyutsion ajdoddan kelib chiqishiga asoslangan organizmlarning turli turlarining rivojlanishi. Gomologiya o'xshashlik bilan qarama-qarshi qo'yiladi, bu umumiy evolyutsion kelib chiqishiga emas, balki foydalanishning o'xshashligiga asoslangan strukturaning funktsional o'xshashligidir. Shunday qilib, odam, ko'rshapalaklar va kiyiklar kabi bir-biridan juda farq qiluvchi sutemizuvchilarning old oyoqlari gomologik; qurilish shakli va bu o'zgaruvchan oyoq-qo'llaridagi suyaklar soni deyarli bir xil bo'lib, ularning umumiy erta sutemizuvchilar ajdodlarining old oyoqlari tuzilishining adaptiv modifikatsiyasini ifodalaydi. Analog tuzilmalar, aksincha, qushlar va hasharotlarning qanotlari bilan ifodalanishi mumkin; tuzilmalar har ikki turdagi organizmlarda parvoz qilish uchun ishlatiladi, lekin ular evolyutsiyaning boshida umumiy ajdodlari kelib chiqishi yo'q.

Mavzu: Epigenetika va xotira

Epigenetika (shuningdek, ba'zan epigenomika deb ataladi) DNKdagi o'zgarishlarga qaratilgan, asosiy ketma-ketlikda o'zgarishlarni o'z ichiga olmaydi. DNK harflari va DNK bilan o'zaro aloqada bo'lgan oqsillar, genlarni yoqish va o'chirish darajasini o'zgartiradigan kimyoviy modifikatsiyaga ega bo'lishi mumkin. Ba'zi epigenetik modifikatsiyalar hujayra bo'linishi paytida ota-ona hujayradan qiz hujayraga yoki avloddan-avlodga o'tishi mumkin. Genomdagi barcha epigenetik o'zgarishlar to'plamiga epigenom deyiladi.

Epigenetika hujayralar DNK ketma-ketligini o'zgartirmasdan gen faolligini qanday boshqarishini o'rganadi. "Epi" yunoncha yuqorida yoki yuqorida degan ma'noni anglatadi va "epigenetik" genetik koddan tashqari omillarni tavsiflaydi. Epigenetik o'zgarishlar - bu genlarning yoqilgan yoki o'chirilganligini tartibga soluvchi DNK modifikatsiyalari. Ushbu modifikatsiyalar DNKga biriktirilgan va DNK qurilish bloklari ketma-ketligini o'zgartirmaydi. Hujayradagi (genom) DNKning to'liq to'plami ichida genlarning faoliyatini (ifodasini) tartibga soluvchi barcha modifikatsiyalar epigenom deb nomlanadi. Epigenetik o'zgarishlar genlarning yoqilgan yoki o'chirilganligini aniqlashga yordam berganligi sababli, hujayralardagi oqsillarni ishlab chiqarishga ta'sir qiladi. Ushbu tartibga solish har bir hujayra faqat o'z funktsiyasi uchun zarur bo'lgan oqsillarni ishlab chiqarishiga yordam beradi. Misol uchun, suyak o'sishiga yordam beruvchi oqsillar mushak hujayralarida ishlab chiqarilmaydi. Epigenetik modifikasyon naqshlari odamlar orasida, bir shaxsning turli to'qimalarida va hatto to'qimalarning turli hujayralarida ham farq qiladi. Atrof-muhitning ta'siri, masalan, odamning ovqatlanishi va ifloslantiruvchi moddalarga ta'sir qilish epigenomga ta'sir qilishi mumkin. Epigenetik o'zgarishlar hujayralar bo'linishi natijasida hujayradan hujayraga saqlanishi mumkin va ba'zi hollarda avlodlar orqali meros bo'lib o'tishi mumkin. Epigenetik modifikatsiyaning keng tarqalgan turi DNK metilasyonu deb ataladi. DNK metilasyonu metil guruhlari (har biri bitta uglerod atomi va uchta vodorod atomidan iborat) deb ataladigan kichik kimyoviy guruhlarning DNK qurilish bloklariga biriktirilishini o'z ichiga oladi. Qachon metil Google buferdan qo'shib qo'yildi . s o'chirilgan yoki susturulur va bu gendan protein ishlab chiqarilmaydi.

Bu atama o'zgarishlar mexanizmiga ham tegishli: nukleotidlar ketma-ketligining mutatsiyasiga bog'liq bo'lmagan genomga tegishli funktsional o'zgarishlar. Bunday o'zgarishlarni keltirib chiqaradigan mexanizmlarga misollar DNK metilasyonu va giston modifikasyonu bo'lib, ularning har biri genlarning asosiy DNK ketma-ketligini o'zgartirmasdan qanday ifodalanganligini o'zgartiradi. Gen ifodasini DNKning susturucu hududlariga biriktiruvchi repressor oqsillari ta'siri orqali nazorat qilish mumkin. Bu epigenetik o'zgarishlar hujayraning hayoti davomida hujayra bo'linishi orqali davom etishi mumkin, shuningdek, organizmning asosiy DNK ketma-ketligidagi o'zgarishlarni o'z ichiga olmasa ham, bir necha avlodlar davom etishi mumkin; [5] o'rniga, genetik bo'lmagan omillar organizmning genlarini boshqacha yo'l tutishiga (yoki "o'zini ifoda etish") sabab bo'ladi. [6] lll 66% Eukaryotik biologiyada epigenetik o'zgarishlarning bir misoli hujayra farqlanish jarayonidir. Morfogenez jarayonida totipotent ildiz hujayralari embrionning turli pluripotent hujayra chiziqlari bo'lib, ular o'z navbatida to'liq farqlangan hujayralarga aylanadi. Boshqacha qilib aytganda, bitta urug'langan tuxum hujayra - zigota bo'linishda davom etar ekan, hosil bo'lgan qiz hujayralar organizmdagi barcha xilma-xil hujayra turlariga, jumladan Buferga nusxa olindi. neyronlar, qon tomirlarining m doteliysi va boshqalar, ba'zi genlarni faollashtirib, boshqalarning ifodasini inhibe qiladi.

O’chirilgan yoki susturulur va bu gendan protein ishlab chiqarilmaydi. Yana bir keng tarqalgan epigenetik o'zgarish histon modifikatsiyasidir. Gistonlar hujayra yadrosidagi tarkibiy oqsillardir. DNK gistonlarni o'rab, xromosomalarga o'z shaklini beradi. Histonlar, metil guruhlari yoki asetil guruhlari (har biri ikkita uglerod, uchta vodorod va bitta kislorod atomidan iborat) kabi kimyoviy guruhlar qo'shilishi yoki olib tashlanishi bilan o'zgartirilishi mumkin. Kimyoviy guruhlar DNKning gistonlar atrofida qanchalik mahkam o'ralganligiga ta'sir qiladi, bu esa genni yoqish yoki o'chirishga ta'sir qiladi. Epigenetik jarayondagi xatolar, masalan, noto'g'ri genning o'zgarishi yoki ma'lum bir gen yoki histonga kimyoviy guruh qo'shilmasligi, g'ayritabiiy gen faolligiga yoki harakatsizligiga olib kelishi mumkin. O'zgartirilgan gen faolligi, shu jumladan epigenetik xatolar tufayli kelib chiqqan, genetik kasalliklarning keng tarqalgan sababidir. Saraton, metabolik kasalliklar va degenerativ kasalliklar kabi holatlar epigenetik xatolar bilan bog'liq ekanligi aniqlandi. Olimlar genom va uni o'zgartiruvchi kimyoviy birikmalar o'rtasidagi munosabatlarni o'rganishda davom etmoqdalar. Xususan, epigenetik o'zgartirishlar va xatolarning gen funktsiyasi, oqsil ishlab chiqarish va inson salomatligiga ta'sirini o'rganmoqdalar.
O'nlab yillar davomida olimlar DNKmizning asosiy tuzilishini, genlarimizni tashkil etuvchi qurilish bloklarini bilishadi. Inson tanasidagi deyarli har bir hujayra bir xil genlarga ega bo'lsa-da, nega turli xil hujayralar, masalan, miya yoki teri hujayralarining ko'rinishi va xatti-harakati juda boshqacha? Javob epigenetik, individual genlar yoqilganda yoki o'chirilganda to'g'ridan-to'g'ri yordam beradigan jarayonlarga e'tibor qaratadigan jadal rivojlanayotgan fan sohasi. Hujayra DNKsi yo'riqnomani taqdim etsa-da, genlar ham maxsus ko'rsatmalarga muhtoj. Aslini olganda, epigenetik jarayonlar hujayraga yo'riqnomaning muayyan sahifalarini ma'lum vaqtlarda o'qishni aytadi. Ba'zi epigenetik o'zgarishlar barqaror va umr bo'yi davom etadi, ba'zilari esa genlarni o'zgartirmasdan, bir avloddan keyingi avlodga o'tishi mumkin.

Xotira - bu ma'lumotlar yoki ma'lumotlar kodlangan, saqlanadigan va kerak bo'lganda olinadigan aqlning fakulteti. Bu kelajakdagi harakatlarga ta'sir qilish maqsadida ma'lumotni vaqt o'tishi bilan saqlashdir. [1] Agar o'tgan voqealar eslab bo'lmasa, til, munosabatlar yoki shaxsiy o'zlikni rivojlantirish mumkin emas edi. Xotirani yo'qotish odatda unutuvchanlik yoki amneziya sifatida tavsiflanadi. Xotira odatda sensorli protsessor , qisqa muddatli (yoki ishlaydigan ) xotiradan tashkil topgan aniq va yashirin ishlaydigan axborotni qayta ishlash tizimi sifatida tushuniladi . va uzoq muddatli xotira. [9] Bu neyron bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Sensor protsessor tashqi dunyodan ma'lumotni kimyoviy va jismoniy ogohlantirishlar shaklida his qilish va turli darajadagi diqqat markazida va maqsadda ishtirok etish imkonini beradi. Ishchi xotira kodlash va olish protsessor sifatida xizmat qiladi. Rag'batlantiruvchi ko'rinishdagi ma'lumotlar ishchi xotira protsessori tomonidan aniq yoki yashirin funktsiyalarga muvofiq kodlanadi. Ishchi xotira, shuningdek, ilgari saqlangan materiallardan ma'lumotlarni oladi. Nihoyat, uzoq muddatli xotiraning vazifasi turli kategorik modellar yoki tizimlar orqali saqlashdir. Deklarativ xotira odatda xotiraga murojaat qilganda o'ylangan asosiy jarayondir. Deklarativ bo'lmagan yoki yashirin xotira - bu ma'lumotni ongsiz saqlash va eslab qolish. [14] Deklarativ bo'lmagan jarayonning misoli protsessual xotira yoki boshlang'ich hodisa orqali ma'lumotni ongsiz ravishda o'rganish yoki olish bo'ladi. Astar - bu subliminal ravishda xotiradan o'ziga xos javoblarni uyg'otish jarayonidir va barcha xotiralar ongli ravishda faollashtirilmaganligini ko'rsatadi, [15] protsessual xotira esa ko'pincha o'rganishga ongli ravishda e'tibor bermasdan sodir bo'ladigan ko'nikmalarni sekin va bosqichma-bosqich o'rganishdir. Xotira mukammal protsessor emas va unga ko'p omillar ta'sir qiladi. Ma'lumotni kodlash, saqlash va olish usullari buzilgan bo'lishi mumkin. Masalan, og'riq, xotirani buzadigan jismoniy holat sifatida aniqlangan va hayvon modellarida, shuningdek, surunkali og'riqli bemorlarda qayd etilgan. Yangi ogohlantiruvchilarga berilgan e'tibor miqdori saqlash uchun kodlangan ma'lumotlar miqdorini kamaytirishi mumkin. Bundan tashqari, saqlash jarayoni hipokampus kabi xotirani saqlash bilan bog'liq bo'lgan miya joylariga jismoniy zarar etkazilishi bilan buzilishi mumkin. Nihoyat, uzoq muddatli xotiradan ma'lumot olish uzoq muddatda parchalanish tufayli buzilishi mumkin.

Inson xotirasi ma'lumotni saqlash va tiklash qobiliyatini o'z ichiga oladi. Biroq, bu nuqsonsiz jarayon emas. Ba'zan odamlar narsalarni unutishadi yoki noto'g'ri eslab qolishadi. Boshqa paytlarda, birinchi navbatda, ma'lumot xotirada to'g'ri kodlanmagan. Xotira muammolari ko'pincha tug'ilgan kunlarni unutish kabi nisbatan kichik bezovtalikdir. Biroq, ular Altsgeymer kasalligi va demansning boshqa turlari kabi jiddiy kasalliklarning belgisi bo'lishi mumkin. Ushbu shartlar hayot sifatiga va ishlash qobiliyatiga ta'sir qiladi. Ushbu maqolada xotiralar qanday shakllanganligi va nima uchun ba'zan unutilganligi haqida gap boradi. Shuningdek, u turli xil xotira turlarini va xotirangizni yaxshilash va himoya qilish uchun olishingiz mumkin bo'lgan qadamlarni o'z ichiga oladi.

Mavzu: Ekzon va Intron

Ekzonlar RNKning oqsillarni kodlaydigan qismidir. Endi, RNK, birinchi marta transkripsiya qilinganida, RNK molekulasining juda va juda uzun qismidir. Va haqiqatan ham, bu RNKning muhim qismlari ekzonlardir. Katta, katta RNK bo'laklari mavjud bo'lib, ular tashqariga chiqariladi. Endi shuni esda tutish kerakki, men kesilgan atamani ishlatganim uchun ekzonlar yo'qoladi degani emas. Ekzonlar etuk mRNKda qoladigan va oxir-oqibat aminokislotalarni kodlaydigan narsadir. Ko'p marta, jumladan, mening xotinim kabi tibbiyot talabalari, aminokislotalarni kodlaydigan ekzonlar yoki aminokislotalarni kodlaydigan intronlar ekanligini unutib qo'yishadi. To'g'ridan-to'g'ri aminokislotalarni kodlaydigan ekzonlar ekanligini aniq aytishimga ijozat bering, chunki ba'zida odamlar ekzonlar kesilishini eslashga harakat qilishadi, lekin bu to'g'ri emas. Bu intronlar. aralashish. Shunday qilib, siz doimo esda tutishingiz kerakki, intronlar xalaqit beradi va intronlar RNKdan chiqib ketadi va oxir-oqibat aminokislotalarni kodlaydigan ekzonlar qatorini birga qoldiradi.

Ekzonlar DNK va RNKdagi nukleotidlar ketma-ketligi bo'lib, ular etuk RNKni yaratishda saqlanadi. mRNK yaratish uchun DNK shablon sifatida ishlatilishi jarayoni transkripsiya deb ataladi. mRNK keyin ribosomalar va transfer RNK (TRNK) bilan birgalikda ishlaydi, har ikkisi sitoplazmada mavjud bo'lib, translatsiya deb nomlanuvchi jarayonda oqsillarni hosil qiladi. Ekzonlar odatda mRNKning 5'- va 3' tarjima qilinmagan hududlarini ham o'z ichiga oladi, ularda har qanday protein kodlash ketma-ketligiga qo'shimcha ravishda boshlang'ich va to'xtash kodonlari mavjud.

Ekson atamasi, umuman olganda, " ifodalangan mintaqa " uchun ishlatilgan, intron atamasi esa intragenik mintaqa uchun ishlatilgan. "Ekson" atamasini taniqli biokimyogar Valter Gilbert yaratgan. U intronlarning DNK dan oldingi mRNK ga qanday o'tkazilishini, ammo keyinchalik " qo'shish jarayoni " yo'li bilan kesilib , etuk mRNKni faqat tarjima qilinadigan ekzonlar bilan qoldirishini ta'kidladi .

Genlar Valter Gilbert "genlarning ekzon nazariyasini" taklif qilgan kishi edi. Bunda u gen tarkibidagi eksonlarning tabiatida kamroq o'tish va ko'proq doimiylikni tushuntirdi. U uzoq va etarlicha evolyutsion masofa bilan ajralib turadigan turli turlarning bitta genini solishtirganda, gomologik genlarning ekzonlari juda sekin o'tishini payqash mumkinligini tushuntirdi. Boshqa tomondan, intronlar aminokislotalarni kodlashmagani uchun tez suriladi va kamroq saqlanadi.

Intron - bu gen ichida joylashgan, lekin bu genning transkripsiyasidan so'ng yakuniy etuk mRNK molekulasida qolmaydigan va shu gen tomonidan kodlangan oqsilni tashkil etuvchi aminokislotalarni kodlamaydigan hudud. Inson genomidagi oqsil kodlovchi genlarning aksariyati ekzon va intronlardan iborat.

Intron. Ko'pgina genlar uchun protein kodlash ketma-ketliklari, intronlar deb ataladigan kodlovchi bo'lmagan ketma-ketliklar bilan ajratilgan eksonlar deb ataladigan kodlash ketma-ketliklarining kichik qismlariga bo'linadi. Genlar transkripsiya qilinganida, bu ekzonlar va intronlar dastlabki xabarchi RNK mahsulotlariga kiradi. Biroq, intronlar splicing deb ataladigan jarayon davomida olib tashlanadi, shuning uchun faqat ekzonlar etuk mRNK tarkibiga kiradi va qanday oqsillar ishlab chiqarilishini belgilash uchun ishlatiladi. Ko'pgina genlarda intronlar ekzonlardan ancha uzunroqdir. Intronlar genlarning qanday ifodalanishi yoki transkripsiyasi va mRNKning qanday ishlov berilishini tartibga soluvchi ketma-ketliklarni o'z ichiga olishi mumkin.

Intron - yakuniy RNK mahsulotida ifodalanmagan yoki faol bo'lmagan gen ichidagi har qanday nukleotid ketma-ketligi. Intron so'zi intragenik mintaqa, ya'ni gen ichidagi mintaqa atamasidan olingan. [1] Intron atamasi gen ichidagi DNK ketma-ketligiga ham, RNK transkriptidagi mos keladigan RNK ketma-ketligiga ham ishora qiladi. [2] etuk RNKni hosil qilish uchun ushbu RNKni qayta ishlash orqali qo'shiladigan intron bo'lmagan ketma-ketliklar ekzonlar deb ataladi. [3] Intronlar ko'pchilik organizmlar va ko'plab viruslar genlarida mavjud bo'lib, ular protein kodlovchi genlarda ham, RNK (kodlanmagan genlar) vazifasini bajaradigan genlarda ham joylashishi mumkin. Intronlarning to'rtta asosiy turi mavjud: tRNK intronlari, I guruh intronlari, II guruh intronlari va spliceosomal intronlar (pastga qarang). Bakteriyalar va arxeyalarda (prokaryotlar) intronlar kam uchraydi, lekin ko'pchilik ökaryotik genlar bir nechta splicesomal intronlarni o'z ichiga oladi.

Ba'zi genlarda DNK ketma-ketligining hammasi protein ishlab chiqarish uchun ishlatilmaydi. Intronlar - bu RNK molekulasi oqsilga aylantirilishidan oldin ajratilgan RNK transkripti yoki uni kodlovchi DNKning kodlanmagan bo'limlari. Oqsillarni kodlaydigan DNK (yoki RNK) bo'limlari ekzonlar deb ataladi. Transkripsiyadan so'ng pre-mRNK deb ataladigan xabarchi RNKning yangi, etuk bo'lmagan iplari ham intronlarni, ham ekzonlarni o'z ichiga olishi mumkin. Shunday qilib, pre-mRNK molekulasi yadroda splicing deb ataladigan modifikatsiya jarayonidan o'tadi, bu jarayonda kodlanmaydigan intronlar kesiladi va faqat kodlovchi ekzonlar qoladi. Splicing, etuk xabarchi RNK molekulasini ishlab chiqaradi va keyinchalik oqsilga aylanadi. Intronlar, shuningdek, aralashgan ketma-ketliklar deb ataladi. Keyinchalik

Intron bir necha jihatdan birinchi marta kashf etilganidan beri katta biologik sir bo'ldi. Birinchidan, to'liq sekanslangan ökaryotlarning barchasi genomik tuzilmada intronlarni o'z ichiga oladi, shu paytgacha aniqlangan prokaryotlar esa intronlarni olib yurmaydi. Ikkinchidan, jami intronlar miqdori turli turlarda farq qiladi. Uchinchidan, tronlarda uzunligi va soni turli genlarda, hatto bir xil turdagi genomda ham farq qiladi. To'rtinchidan, barcha intronlar transkripsiya orqali RNKga va replikatsiya jarayonlari bilan DNKga ko'chiriladi, ammo intron sekanslari protein kodlash ketma-ketliklarida ishtirok etmaydi. Genomda intronlarning mavjudligi ba'zi hujayralar uchun yuk bo'lishi kerak, chunki hujayralar murakkab spliceosomal mexanizmlar yordamida ularni to'g'ri holatda nusxalash va aksizlash uchun juda ko'p energiya sarflashi kerak. Uzoq evolyutsiya tarixi davomida mavjudligi, intronlarni olib o'tishning selektiv afzalliklari hujayralarga intronlarning salbiy ta'sirini bartaraf etish uchun berilgan taqdirdagina tushuntiriladi. Shu munosabat bilan, biz intronlarning roli yoki foydalari bo'yicha oldingi tadqiqotlarni yakunlaymiz. Bundan tashqari, bir qancha boshqa tadqiqotlar intronlar keraksiz v bo'lmasligi kerakligiga qat'iy ishonadi

Katta miqyosdagi genom, transkriptom va epigenom ma'lumotlaridan foydalangan holda yaqinda olib borilgan tadqiqotlar yoki keyingi avlod sekanslash texnikasi yordamida genomlardagi yangi hududlarni o'rganish va kodlanmaganlik bo'yicha yangi funktsional tushunchalarni olish imkoniyatini beradi. DNKlar, intergenik hududlar va intronlar. Ushbu sharhda biz birinchi navbatda intronlarning qanday molekulyar xususiyatlarini haqiqiy keraksiz DNKlar sodir bo'lishi mumkin bo'lgan oddiy tasodifiy mutatsiya jarayoni bilan izohlash mumkin emasligini ko'rsatadigan ba'zi tadqiqotlarni taqdim etamiz. Keyinchalik, genomlarda tronlarning adaptiv ahamiyati haqida maslahatlar beradigan o'rganilgan intronlarning funktsional xususiyatlarini umumlashtiramiz. Biz intronlarning funktsional rollarini ikki xil toifaga ajratamiz, ya'ni to'g'ridan-to'g'ri rollar va bilvosita rollar.

Intronlarning to'g'ridan-to'g'ri rollari Muqobil qo'shilishning tartibga solinishi Intronlar juda muhim, chunki oqsillar repertuari yoki xilma-xilligi muqobil birlashma orqali sezilarli darajada yaxshilanadi, bunda intronlar qisman muhim rol o'ynaydi. Muqobil birlashma - bu ökaryotik hujayradagi bitta gendan bir nechta variant oqsillarini ishlab chiqaradigan boshqariladigan molekulyar mexanizm. Muqobil birlashma orqali oqsil reper toiri ortib borayotganining ajoyib misollaridan biri Drosophila Dscam geni bo'lib, ulardan 38000 dan ortiq izoformlar muqobil birlashma orqali potentsial bo'lishi mumkin. Pan va boshqalar

Intronlarning bilvosita rollari Gendagi intronlarning turli tartibli joylashuvi turli funktsional rolga ega. Gen ichidagi barcha intronlar orasida birinchi intron, ayniqsa, tadqiqot mavzusi bo'ldi. Birinchi intron o'simliklar va hayvonlarni o'z ichiga olgan ko'pgina turlarda bir gen ichidagi boshqa barcha quyi oqim intronlari orasida eng uzunidir [38]. Bundan tashqari, birinchi intronlarda ma'lum transkripsiya faktorini bog'lovchi motivlar boyitilgan [61]. Genlarning turli qismlarida intronlarning o'rtacha o'lchamlari har xil, masalan. , 5 'UTR'lardagi tronlarning o'lchami kodlash hududlarida tronlarga qaraganda ikki baravar katta Drosophila'da uzun intronlar qisqaroqlarga qaraganda sekinroq rivojlanadi va birinchi intronlar boshqa intronlar bilan solishtirganda eng uzundir [37,63]. Tetrahymena'da genlarning 5' oxiriga yaqinroq joylashgan intronlar quyi oqim intronlariga qaraganda ko'proq saqlanadi. Bizning jamoamiz avvalgi tadqiqotda ham birinchi intronlar boshqa quyi oqim intronlariga nisbatan eng uzun va eng saqlanib qolgan [39] ekanligini isbotladi. Bundan tashqari, faol belgilar

Intronlar yangi genlar manbai bo'lishi mumkin Yaqinda Carvunis va boshqalar. yangi genlar proto-genlar deb nomlanuvchi, funktsional bo'lmagan tarjima qilingan ORFlardan qanday paydo bo'lishi haqida juda qiziqarli gipotezani taklif qildi, bu orqali genik bo'lmagan ketma-ketliklarda joylashgan protogenlarning yuzlab qisqa ORFlari aslida tarjima qilingan va adaptiv ta'sir ko'rsatishi mumkin. Saccharomyces cerevisiae, shu jumladan, Ascomycota phylogeny turli fiziologik muhitda hujayralar uchun salohiyati. Ularning modeliga ko'ra, qisqa ORF'lar bir xil uzluksiz evolyutsiya jarayoni orqali haqiqiy funktsional genlarga aylanishi mumkin. Shu ma'noda, yuqori eukaryotlarda tron ​​mintaqalarida uzoq kodlanmagan, qisqa va funktsional bo'lmagan ORFS uchun yaxshi rezervuar bo'lishi mumkin.

Mavzu: Genom annotatsiyasi

Genom annotatsiyasi - bu genomning ketma-ketligi bo'ylab funktsional elementlarni aniqlash va shu bilan unga ma'no berish jarayoni. Bu zarur, chunki DNKning ketma-ketligi noma'lum funktsiyalarning ketma-ketligini hosil qiladi. So'nggi o'ttiz yillikda genom annotatsiyasi yagona genomlar bo'yicha (har bir turga bitta) uzun protein kodlovchi genlarning hisoblash annotatsiyasidan va ularning kichik sonidagi qisqa tartibga soluvchi elementlarning eksperimental annotatsiyasidan taglikning populyatsiya annotatsiyasiga aylandi. minglab individual genomlarda nükleotidlar (har bir turga ko'p). Genom annotatsiyalarining (genotiplardan fenotiplarga qadar) bu ortib borayotgan aniqligi va inklyuzivligi turlar, populyatsiyalar va shaxslarning biologiyasi haqida aniq tushunchalarga olib keladi.
DNK annotatsiyasi yoki genom izohi genomdagi genlarning joylashishini va barcha kodlash hududlarini aniqlash va bu genlar nima qilishini aniqlash jarayonidir. Annotatsiya (kontekstdan qat'iy nazar) tushuntirish yoki izohlash yo'li bilan qo'shilgan eslatmadir. Genom sekanslandıktan so'ng, ma'nosini tushunish uchun unga izoh berish kerak. Eukaryotik genomdagi genlar FINDER kabi turli izohlash vositalari [2] yordamida izohlanishi mumkin. [³] Zamonaviy izohli quvur liniyasi foydalanuvchilarga qulay veb-interfeysni va MOSGA kabi dasturiy ta'minot konteynerini qo'llab-quvvatlashi mumkin. [4] [5] Prokaryotik genomlar uchun zamonaviy annotatsiya quvurlari Bakta, [6] Prokkal) va PGAP hisoblanadi. [8] DNK annotatsiyasi uchun genetik materialning ilgari noma'lum bo'lgan ketma-ketlik ko'rinishi intron-ekson chegaralari, tartibga solish ketma-ketliklari, takroriy takrorlanishlar, gen nomlari va oqsil mahsulotlariga genomik pozitsiyaga oid ma'lumotlar bilan boyitilgan. Ushbu izoh Sichqoncha Genom Informatics, FlyBase va WormBase kabi genomik ma'lumotlar bazalarida saqlanadi. 2006 yilgi Gen Ontologiyasi annotatsiya lageri va shunga o'xshash tadbirlardan biologik izohning ba'zi jihatlari bo'yicha o'quv materiallari Gen Ontologiyasi veb-saytida mavjud. [9] Milliy biotibbiyot ontologiya markazi (www.bioontology.org) ushbu yozuvlarning matnli tavsiflari asosida ma'lumotlar bazasi yozuvlarini avtomatik izohlash [10] uchun vositalarni ishlab chiqadi. Umumiy usul sifatida dcGO [¹¹] ontologiya atamalari va oqsil domenlari yoki mavjud gen/oqsil darajasidagi izohlardan domenlar kombinatsiyasi oʻrtasidagi bogʻlanishlarni statistik xulosa chiqarish uchun avtomatlashtirilgan protseduraga ega.
Eukaryot Izoh Bosh sahifa Hujjatlar Izohlangan Genomlar Izoh siyosati talabi Izoh NCBI Eukaryotik Genom Annotatsiya quvuri NCBI Eukaryotik Genom Annotatsiya quvuri NCBI Eukaryotik Genom Annotatsiyasi Nusxalash uchun turli xil manbalarni, jumladan, NuNCBI uchun annotatsiyani taqdim etadi. , Protein, BLAST, Gen va Genome Data Viewer genom brauzeri. Ushbu sahifa izohlash jarayoni haqida umumiy ma'lumot beradi. Algoritmik tafsilotlar uchun NCBI qo'llanmasining Eukaryotik genom izohlari bo'limiga qarang. Quvur umumiy omborlardan xom va tanlangan ma'lumotlarni olishdan tortib (ketma-ketlik va Assambleya ma'lumotlar bazalari) ketma-ketliklarni moslashtirish va genlarni bashorat qilishgacha, qo'shilgan izoh mahsulotlarini taqdim etishgacha bo'lgan barcha izohlash vazifalarini bajarish uchun modulli ramkadan foydalanadi. umumiy ma'lumotlar bazalariga. Quvurning asosiy komponentlari NCBI'da ishlab chiqilgan hizalama dasturlari (Splign va ProSplign) va HMM asosidagi genlarni bashorat qilish dasturi (Gnomon). Quvurning muhim xususiyatlariga quyidagilar kiradi: • egiluvchanlik va tezkorlik bilan tekshirilmagan dalillarga qaraganda kuratorlangan dalillarga yuqori ogʻirlik beriladi • RNK - genlarni bashorat qilish uchun Seq dan foydalanish • yigʻish muammolarini qoplaydigan modellarni ishlab chiqarish • bir izohdan ikkinchisiga gen lokuslarini kuzatish bir organizm uchun bir nechta yig'ilishlarni birgalikda izohlash qobiliyati Izoh ishlab chiqarish mahsulotlari (xromosoma, iskala va model transkriptlari va oqsillar) Izoh nomi bilan etiketlanadi. Izoh nomi uchun ikkita format mavjud, ulardan foydalaniladi
Nukleotid ( Protein ( lll 81 % genom yig'ilishlari manbai NCBI tomonidan izohlangan RefSeq yig'ilishlari INSDC ( DDBJ , ) da ochiq bo'lgan genom yig'ilishlarining nusxalari , ENA va GenBank) Agar INSDC yig'ilishida 300 000 dan ortiq joylashtirilmagan iskala mavjud bo'lsa va ularning 25 000 dan ortig'i 1000 ta bazadan past bo'lsa , uzunligi 1000 ta bazadan past bo'lgan joylashtirilmagan iskalalarni yig'ilishning RefSeq nusxasiga kiritish mumkin emas. Assambleya resursida batafsil tavsiflangan Maskalash RepeatMasker yoki WindowMasker yordamida amalga oshiriladi.Odam va sichqoncha RepeatMasker bilan tegishli Dfam kutubxonalari yordamida maskalanadi, boshqa turlarning genomlari esa WindowMasker bilan maskalanadi. genom turlarga qarab o'zgaradi va boshqa organizmlarning transkriptlarini o'z ichiga olishi mumkin.Ushbu to'plam odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi: • Ma'lum RefSeq transkriptlari: NM_ yoki NR_prefikslari bilan kodlangan va kodlanmagan RefSeq transkriptlari NCBI xodimlari tomonidan avtomatik jarayonlar, qo'lda küratma asosida yaratilgan. , yoki hamkorlik qiluvchi guruhlardan olingan ma'lumotlar (batafsilroq ma'lumotni bu erda ko'ring) GenBankning taksonomik jihatdan tegishli bo'linmalari va Uchinchi tomon Annotatsiyasi (TPA), Yuqori o'tkazuvchanlik cDNA (HTC) va Transkriptome Shotgun Assambleyasi (TSA) bo'linmalaridan olingan. dbEST Sequences dan ESTS mitoxondriyal bo'lishi yoki klonlash vektori yoki IS elementi bilan ifloslanishi ehtimoli yuqori va RefSeq kurator xodimlari tomonidan past sifat sifatida aniqlangan ketma-ketliklar tekshiriladi.
Kontaminatsiya ekranidan o‘tuvchi RefSeq transkriptlari va RefSeq bo‘lmagan transkriptlar BLAST yordamida genomga mahalliy darajada moslashtirilib, qaysi joyni (lar)ni aniqlash mumkin? transkriptlar tekislanadi. Splice saytlarini aniqlashni yaxshilash uchun, bu joylarda global qayta hizalama Splign bilan amalga oshiriladi. Keyin hizalamalar sozlanishi mezonlar (qamrov, identifikatsiya, daraja kabi) asosida tartiblanadi va filtrlanadi. Odatda, quyi oqim bosqichlarida foydalanish uchun ma'lum bir so'rov uchun faqat eng yaxshi joylashtirilgan (1-darajali) hizalama tanlanadi. Transkriptomikani uzoq o'qish hizalamalari PacBio yoki Oksford Nanopore kabi uzoq o'qish sekanslash texnologiyalari yordamida yaratilgan SRA dan transkriptomika o'qishlari Minimap2 yordamida genomga moslashtiriladi. Har bir transkriptning eng yaxshi joylashtirilgan (1-darajali) moslashuvi, agar 85% identifikatsiyadan yuqori bo'lsa, quyi bosqichlarda foydalanish uchun tanlanadi. RNK - Seq o'qish hizalamalari RNK - Seq o'qish turlari yoki yaqindan bog'liq turlar genomga mos keladi. SRA'da juda ko'p sonli namunalar amd o'qiydi (bir necha milliardlab) mavjud bo'lganda, eng keng to'qimalar va rivojlanish bosqichlarini qamrab oluvchi namunalarga ega bo'lgan loyihalar, ishlov berilmagan yoki kasal bo'lmagan namunalar uchun afzallik beriladi. RNK - Seq o'qishlari STAR bilan genomga to'g'ri keladi. Qisqa uzunlik, ortiqcha va o'qishning ko'pligi bilan bog'liq muammolarni hal qilish uchun bir xil ulanish tuzilishi va bir xil yoki shunga o'xshash boshlang'ich va yakuniy nuqtalarga ega bo'lgan hizalamalar yagona vakillik hizalamasiga yig'iladi. Har bir hizalama tomonidan ifodalangan namunalar va o'qish soni haqida ma'lumot qayd etiladi, shuning uchun qo'llab-quvvatlash darajasi hizalamaları filtrlash va gen bashoratlarini baholash uchun ishlatilishi mumkin. Fon shovqini bo'lishi mumkin bo'lgan juda kam uchraydigan intronlarni ifodalovchi hizalamalar filtrlanadi.
Kuratorli RefSeq genomik ketma-ketlik hizalamalari Ba'zi organizmlar uchun genomik ketma-ketliklar to'plami küratördür (NG_ prefikslari bilan RefSeq kirishlari). Ushbu ketma-ketliklar yoki transkripsiya qilinmagan pseudogenes, avtomatlashtirilgan usullar orqali izohlash qiyin bo'lgan qo'lda izohlangan gen klasteri va inson RefSeqGene yozuvlarini ifodalaydi. Ular genom bilan hizalanadi va ularning eng yaxshi joylashuvi aniqlanadi. Gen uchun eng yaxshi modellarni tanlash Izohlangan xususiyatlarning yakuniy to'plami afzallik tartibida oldindan mavjud RefSeq ketma-ketliklari va yaxshi qo'llab-quvvatlanadigan Gnomon tomonidan bashorat qilingan modellarning kichik to'plamini o'z ichiga oladi. U har bir lokusda ma'lum bo'lgan RefSeq transkriptlarini, küratörlüğünde RefSeq genomik hizalamalaridan prognoz qilingan xususiyatlarni va Gnomon tomonidan bashorat qilingan modellarni birgalikda baholash orqali qurilgan. 1. Ma'lum va tanlab olingan RefSeq RefSeq transkriptlariga asoslangan modellar bir xil qo'shilish naqshiga ega bo'lgan Gnomon modellariga nisbatan ustunlik qiladi. Ma'lum bo'lgan bir xil turdagi RefSeq transkriptlari yoki küratlangan genomik ketma-ketliklarning hizalamalari genomdagi gen, RNK va CDS xususiyatlariga izoh berish uchun to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi. RefSeq ketma-ketligi genomik ketma-ketlikka to'liq yoki to'liq mos kelmasligi mumkinligi sababli, ushbu qoidaning natijasi izohlangan mahsulot genomning kontseptual tarjimasidan farq qilishi mumkin. RefSeq transkriptlari va genom o'rtasidagi farqlar RefSeq genomik yozuvida (iskala yoki xromosoma) eslatmada keltirilgan.
Genom izohi Ushbu portal Arabidopsis thaliana genlarining birlamchi tuzilishi, jumladan intron - ekson tuzilishi, intron uzunligi, muqobil birlashma va tarjima qilinmagan hududlar (UTRS), shuningdek, gen mahsulotlarining funktsiyasi haqida ma'lumot beradi. Genom surati Arabidopsis genomining funktsional va strukturaviy nuqtai nazardan izohlanishi holatiga umumiy nuqtai. Gen Strukturaviy izoh Arabidopsis thaliana genomining tuzilishi va tashkil etilishi va Arabidopsis Genom tashabbusi (AGI) tomonidan sekanslash harakatlari haqida ma'lumot. Gen Funktsional Annotatsiya Arabidopsis thaliana gen mahsulotlarining funksiyasi haqida ma'lumot, annotatsiya qilishda ishlatiladigan ontologiyalar va ma'lumotlarni olish uchun saytlar. Genom izohlash vositalari Genom izohi, ketma-ketlik tahlili va ma'lumotlarni olish uchun saytlar uchun asboblar. Boshqa genomlar O'simlik va o'simlik bo'lmagan turlar uchun boshqa genom ma'lumotlar bazalari va bog'liq resurslar haqidagi ma'lumotlarga havolalar, shuningdek, o'simlik genomlarini sekanslash loyihalari haqida ma'lumot.

Foydalanilgan manbalar

ncbi.nlm.nih.gov
en.m.wikipedia.org
genome.gov