A Humán genom térképezése
HGMP – Human
Genome Mapping Program – 1989
U.S. Department of Energy
Office of Energy Research
Office of Biological and Environmental Research
Biological and Environmental Research Program
Office of Biological and Environmental Research
(OBER - formerly Office of Health and Environmental Research) of DOE
Atomic Energy Commission
Energy Research and Development Administration
régóta
támogatott kutatások:
genetika (mikroba, emlős),
genom szerkezet,
DNS replikáció,
reapir,
sugárzás-indukált mutációk
HUGO –
Human Genome Organisation
populáris,
a kutatói közösség tagjai (1989)
HUGO Americas (USA,
Canada)
HUGO Europe (GB központ)
HUGO Pacific (… Japán…+Ausztália)
Humán genom:
mindazon információk
összessége, amely
az "ember" felépítéséhez szükséges
sejtmagban található DNS
tárolja (+mtDNS)
A DNS szerveződése
Kromoszómák
egy-egy DNS szál,
mindegyiken rengeteg gén
Az információ szerveződése
bázisok,
"tripletek", "genetikai kód"
a "genetikai kód" – RNS kodon - aminosav
|
U |
C |
A |
G |
U |
UUU Phenylalanine |
UCU Serine |
UAU Tyrosine |
UGU Cysteine |
C |
CUU Leucine |
CCU Proline |
CAU Histidine |
CGU Arginine |
A |
AUU Isoleucine |
ACU Threonine |
AAU Asparagine |
AGU Serineine |
G |
GUU Valine |
GCU Alanine |
GAU Aspartate |
GGU Glycine |
Virális kód: csak fontos információ, "szünetmentes"
a
teljes DNS-ben tárolt információ "hasznos", átfedéses (!)
Prokarióta kód: szünetmentes, átfedés
mentes
Eukarióta kód: NEM szünetmentes "átfedés mentes" - ??
(azonos kód használat promóter-használat
függvényében, spliceing variabilitás…)
A genom kb 10%-a
tartalmaz fehérje-kódot (gén)
kb. 3% expresszálódik (exon)
A géneken
belül és a gének között (97%) át nem írt
szekvencia: intronok,
intergén-DNS
A humán genom
kb. 100.000 "gént" tartalmaz
kb. 30.000 expresszálható, pszeudogének, gén-szerkezetű
elemek
ez 24-féle kromoszómán tárolódik
(22 autoszóma, X és Y)
fizikai térképezési
stratégiák
citogenetikai szint
nagy felbontású mikroszkópia (laser, confocal)
sejthibridek, mikrosejt és
"radiációs" hibridek
CGH (Comparative Genomic Hybridization)
FISH (Fluorescent in situ Hybridization)
A genom megismerésének
lépései, szintjei
(citogenetika, molekuláris
genetika, klónozás, szekvenálás)
citogenetikai térképek: felbontás ~ 1 cM* (centiMorgan) ~= 1 Mbp
linkage térképek: felbontás ~ 1 cM* (centiMorgan) ~= 1 Mbp
“klóntérképek”: felbontás ~1 – 1000 kbp
fizikai térképek: felbontás 1
bp
*Thomas Hunt Morgan,
1% rekombinációs gyakoriság
molekuláris szint
klónozási eljárások, gén és
DNS "könyvtárak"
kromoszóma séta, jumping,
linking
DNS szekvenálás, STS, EST
contigok felállítása
leíró
„genomika” az 1980-as évektől
funkcionális
„genomika” ~1995-től
„proteomika”
(„a jövő”) ~2000-től
DNS méret nagy,
kromoszóma (HGMP), (~50 Mbp –
~130 Mbp)
fragmentálás, klónozás szükséges:
mesterséges
kromoszómák
(BAC, YAC), (~500 kbp – ~2 Mbp)
cosmid (< ~100 kbp)
fág (< ~20 kbp)
plazmid (< ~10 […] kbp)
DNS - szekvenálási módszerek fejlettek, olcsók
szekvenálható mérettartomány: 1 bp -~ 2
kbp
HGP
Human Genome Program (1989 – 2002?)
kromoszóma térképek
a DNS-en egymást követő
szekvenciadarabok sorozata
gén (EST „expressed sequence
tags”)
intergénikus régiók, intronok: (STS „site-tagged
sequences”)
Total number of genes stored in GDB |
|||
|
Genes |
Pseudogenes |
Putative Genes |
Mapped |
11506 |
899 |
37 |
Unassigned |
851 |
147 |
38588 |
Total |
12357 |
1046 |
38625 |
2002.04.14.
GDB: Genome DataBase (http://gdbwww.gdb.org/)
Last Updated: Sun Apr 14 22:45:16 EDT 2002
|
Cytogenetic Map |
||
Chromosome |
Genes |
Pseudogenes |
Putative Genes |
1 |
1039 |
49 |
5 |
2 |
707 |
108 |
2 |
3 |
511 |
28 |
1 |
4 |
410 |
17 |
|
5 |
520 |
27 |
2 |
6 |
667 |
61 |
1 |
7 |
720 |
60 |
7 |
8 |
345 |
18 |
2 |
9 |
401 |
23 |
|
10 |
336 |
17 |
2 |
11 |
704 |
46 |
1 |
12 |
578 |
10 |
2 |
13 |
158 |
16 |
|
14 |
635 |
119 |
|
15 |
320 |
22 |
2 |
16 |
382 |
25 |
1 |
17 |
665 |
23 |
1 |
18 |
166 |
8 |
|
19 |
656 |
38 |
1 |
20 |
250 |
9 |
|
21 |
226 |
58 |
3 |
22 |
367 |
63 |
2 |
X |
692 |
37 |
2 |
Y |
51 |
17 |
|
polimorfizmusok, repetitív
szekvenciák, módosított szakaszok
polimorfizmus
parentális
allélek
- nukleotid szintű eltérések (SNP > 4.175.659* ismert! dbSNP)
*humán, „submitted”, 2002-04-22
humán, „reference”: 2.676.751
- repetitív szekvenciák eltérései
mikroszatellitek (1 -6nt)
di- trinukleotid
repeats
VNTR
mobilis elemek
(retrotranszpozonok)
LINE - 6
kbp 5'-UTR, ORF1&2, RT, 3'pA
repetitív
szekvenciacsaládok
alu