Son on yılda dizileme teknolojisindeki büyük gelişmeler, İnsan Genom Projesi’nin (HGP) 2003 yılında, planlanandan 2 yıl önce başarıyla tamamlanmasıyla sonuçlandı. Bu proje, bilim tarihindeki en büyük başarılardan birini temsil ediyor.

Uluslararası çaba, 1990 yılında, insan genomundaki 3 milyar baz çiftini sıralamak için 15 yıllık 3 milyar dolarlık bir çaba olarak resmen başladı. Birçok kişi tarafından, aya inişle paralel olarak, tüm zamanların en iddialı bilimsel girişimlerinden biri olarak kabul edildi.

2001 yılında, planlanandan önce, insan genomunun ilk çalışma taslağı dizisi Science and Nature’ın özel baskılarında yayınlandı. O zamandan beri, araştırmacılar bu taslak diziyi bitmiş diziye veya 10 000 baz başına 1’den az hataya sahip ve oldukça bitişik diziye dönüştürmek için çalıştılar.

HGP Konsorsiyumu tarafından benimsenen sıralama yaklaşımı, “harita tabanlı” veya “hiyerarşik av tüfeği” sıralama yöntemini benimsemekti. Bu yaklaşımda, genomik DNA, yaklaşık 150 Mb’lik büyük örtüşen parçalara bölündü ve bakteriyel yapay kromozom (BAC) adı verilen özel bir vektör tipine yerleştirildi.

Bu, ortak tanıma bölgelerine sahip kısıtlama enzimleri ile kısmi sindirim yoluyla sağlandı. Elde edilen BAC vektörleri daha sonra bir BAC kitaplığı oluşturmak için E. coli’ye dönüştürüldü. Bireysel BAC klonları, benzersiz bir desen veya parmak izi üretmek için ek kısıtlama enzimleri kullanılarak tamamen sindirildi.

BAC ekleri daha sonra izole edildi ve klonlanan her parçanın sırasını belirlemek için haritalandı. Eşleştirildikten sonra, bireysel BAC klonları rastgele daha küçük parçalara (2000 $ bp uzunluğunda) bölündü, bunlar da bir plazmit vektörüne (av tüfeği klonu) klonlandı ve her iki iplik üzerinde sekanslandı.

Gelişmiş bilgisayar programları kullanılarak, bu diziler, aynı diziler üst üste gelecek şekilde hizalandı ve bitişik parçalar, her bir dizi en az dört kez dizilendikten sonra bitmiş diziye birleştirildi.

HGP konsorsiyumundan çok daha sonra arayışlarına başlayan Celera Genomics tarafından geliştirilen strateji, bütün genom av tüfeği dizilimi olarak biliniyor. Av tüfeği dizilimi, genomik DNA’nın küçük parçalara (2000-10 000 bp uzunluğunda) rastgele kesilmesini içeriyordu, bunlar doğrudan plazmitlere klonlandı ve her iki zincirde rastgele dizilendi, böylece HGP yaklaşımı tarafından kullanılan BAC adımını ortadan kaldırdı.

İnsan genom Projesi’nin amacı nedir
İnsan Genom Projesi slayt
Yaşamın Şifresi: İnsan Genom Projesi pdf
İnsan Genom Projesi’nin önemi
Genom Projesinin Faydaları ve zararları
Genom Projesi nedir
İnsan Genom Projesi Tarihçesi
İnsan Genom Projesi sonuçları

Bu yaklaşımla ilgili zorluk, dizilerin montajındaydı. Celera, 80 terabayttan fazla veriyi işleyebilen ve ilk montaj için gereken beş yüz milyon trilyon dizi karşılaştırmasını gerçekleştirebilen süper bilgisayarları görevlendirdi. Celera’nın avantajları, onlara çalışmak için referans dizilim sağlayan HGP dizilim verilerine zaten erişimlerinin olmasıydı.

İnsan genom dizisinden elde ettiğimiz bilgiler çok büyüktür ve öne çıkan bazı noktalar aşağıda belirtilmiştir. Genom, ilk beklenenden çok daha heterojendir ve toplam insan geni sayısı, yaklaşık 30.000 genin mevcut bir fikir birliği ile beklenenden daha azdır.

Nükleik asit dizilemesinde gelişen alanlar

İnsan genom dizisinin önemi göz ardı edilemez; bununla birlikte insan genomu, karmaşık biyolojik mekanizmaları aydınlatmak için gerekli olan tek bir bilgi kaynağını temsil eder. Diğer organizmaların genomlarını anlamak, hastalıklara neden olan genleri, bunların düzenleyici mekanizmalarını ve hastalıkların patofizyolojisini anlamamızda büyük rol oynayacaktır.

İnsan hastalığının en önemli hayvan modeli olan fare genomunun yakın zamanda dizilenmesi de genomik alanında önemli bir başarıyı temsil etmektedir.

Öngörülebilir gelecekte, büyük ölçekli dizileme, bilim adamlarının hastalık süreçlerini anlamalarında ilerlemeyi kolaylaştırmada muazzam bir rol oynamaya devam edecek. Genomları yeniden sıralamak için de çaba sarf edilmektedir. Bu bağlamda, araştırmacıların aynı platform üzerinde numune hazırlama, sıralama ve veri analizi yapmalarını sağlayacak daha yüksek otomasyon seviyelerine ihtiyaç duyulmaktadır.

Yüksek düzeyde otomatikleştirilmiş sistemlerin gerekliliğinin yanı sıra, alternatif ayırma ve saptama yöntemleri olarak şu anda takip edilen diğer dizileme yaklaşımları arasında matris destekli lazer desorpsiyon/iyonizasyon uçuş süresi kütle spektrometrisi (MALDI–TOF–MS) ve hibridizasyon veya çip tabanlı sıralama vardır.

Bu alanlardaki gelişmeler, dizileme maliyetini düşürmeye hizmet edecek ve araştırmacıların dizileme çabalarını genomun daha önemli fonksiyonel bölgelerine odaklamalarına olanak tanıyacaktır.

MALDI–TOF–MS ile dizileme, Sanger tekniği kullanılarak oluşturulan DNA parçalarını ayırmak için bir yöntemdir. DNA fragmanları, 3-hidroksipikolinik asit gibi bir taşıyıcı matris ile karıştırılır (Wu ve diğerleri, 1993) ve desorpsiyon hedef yüzeyi (paslanmaz çelik plaka) üzerine boyanır. Küçük organik materyal kristalleştikten sonra, plaka analiz için bir kütle spektrometresine yerleştirilir.

Bir lazer daha sonra DNA parçalarını desorbe eder ve iyonize eder, kütle spektrometresindeki hızlanma ise uçuş süresi tespiti ile parça uzunluğunun belirlenmesine izin verir. Bu tip tekniği kullanmanın avantajları arasında daha yüksek dizileme hızı ve daha kısa DNA parçalarının dizilenmesine olanak sağlaması yer alır.

Aynı zamanda etiketsiz bir tekniktir, bu nedenle maliyet, mevcut sıralama teknolojilerinden önemli ölçüde daha düşüktür. Yeni genlerin ve hastalıkla ilişkili mutasyonların hızla keşfedilmesiyle, kütle spektrometrisi, mevcut dizileme teknolojilerini tamamlamak için yeniden dizileme uygulamaları için değerli ve ekonomik bir araç olabilir.

Ortaya çıkan diğer strateji, hibridizasyon veya çip tabanlı sıralama ile sıralamadır. Bu, bilinen dizilerden (oligonükleotidler) birkaç binlerce kısa DNA parçasının tanımlanmış konumlarda bir cam veya silikon yüzeye immobilize edilmesiyle gerçekleştirilebilir.

Dizisi belirlenecek olan hedef DNA, floresan olarak etiketlenir ve ardından çipe hibridize edilir. Hedef dizi, hedef DNA’ya bağlanmış olan oligonükleotid problarının alt kümesinden çıkarılır.

Evrensel bir dizileme çipi oluşturmak için bu yaklaşımın en büyük kısıtlamalarından biri, tüm genomu temsil etmek için gereken 15 bp uzunluğundaki bir oligonükleotit için kombinatoryal varyantların toplam sayısının, şu anda tek bir DNA çipine sığmayacak kadar büyük olmasıdır. yaklaşık 400.000 oligonükleotit tutabilir.

Bununla birlikte, bu yaklaşım deneyleri yeniden sıralamak veya mutasyon sıcak noktalarına sahip tek tek genleri sıralamak için faydalı olabilir.

Sonuç olarak, otomasyon ve diğer ilgili teknolojilerle entegrasyon yoluyla DNA dizileme ve analiz teknolojilerindeki gelişmeler biyolojik araştırmalarda devrim yaratmaya devam edecektir.

The post İnsan Genom Projesi – Laboratuvar Tanı Bilimi – Laboratuvar Ödevleri – Lab Ödevleri – Kimya Mühendisliği – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).