Секвенирование полных геномов организмов

Главной задачей, стоящей перед исследователями, и решению которой служит расшифровка всей последовательности ДНК, является выяснение всех аспектов жизнедеятельности того или иного организма, геном которого оказался полностью секвенированным. Решение этой задачи в полном объеме дело будущего, причем, наверное, отдаленного. Однако приближение к такому полному знанию лежит через постепенное выяснение основных принципов и особенностей функционирования геномов. Необходимым этапом служит обнаружение in sili o (т.е. на уровне ДНК) всех потенциальных белковых продуктов, составляющих протеом исследуемого организма. Далее необходимо каким-то образом определить функции этих еще гипотетических белков. Весьма заметную роль в таком познании выполняет сравнительный анализ этих белковых продуктов с уже известными. [c.378]

Первым геномом эукариотического организма, полная последовательность которого определена, стал геном дрожжей Sa haromy es erevisiae [Goffeau et al., 1996]. Это явилось результатом усилий огромного числа ученых и лаборантов, работающих в лабораториях и крупных исследовательских центрах стран Западной Европы, а также в США и Японии. При этом следует отметить, что это был первый, стартовавший еще в 1989 г., проект по секвенированию полного генома свободноживущего организма, опередивший в этом отношении многие [c.367]

С развитием новых технологий молекулярных исследований, основанных на быстрых методах работы с ДНК (клонировании фрагментов ДНК генноинженерными способами и с помощью полимеразной реакции, автоматизированном секвенировании), с введением в практику молекулярногенетических исследований компьютерных технологий сравнительного анализа строения гено.мов представителей разных систематических групп, с развитием техники направленного воздействия на генетический аппарат клетки и организма в целом и возможности создания искусственных ферментов по нуклеотидной последовательности фрагмента ДНК темпы развития молекулярной генетики обрели стремительный характер и привели к возникновению в конце 80-х гг. международной программы Геном человека . Этот глобальный проект предполагает к 2005 г. завершить определение полной последовательности всех трех миллиардов нуклеотидных звеньев, составляющих геном человека. Принятие такой программы означает, что характер развития молекулярной биологии достиг совершенно нового уровня. Произошедший качественный скачок в технологии позволяет решать принципиально новые задачи. [c.72]

В 1995 г. стали известны нуклеотидные последовательности двух прокариотических геномов. 1996 г. увеличил число таких геномов до 5 и добавил еще и один эукариотический геном. В 1997 г. было завершено секвенирование сразу 6 бактериальных геномов. Столько же новых геномов с определенной последовательностью нуклеотидов уже принес 1998 г. и в декабре предполагается завершение секвенирования генома еще одного эукариотического организма - нематоды aenorhabditis elegans. Можно ожидать, что в 1999 г. темпы расшифровки последовательности нуклеотидов полных геномов различных организмов еще увеличатся. Также не вызывает сомнений, что секвенирование полных геномов различных организмов станет важной задачей молекулярных биологов следующего столетия и продолжающееся бурными темпами развитие необходимой для этого техники (включая разработку новых подходов к секвенированию ДНК, создание соответствующих приборов, компьютерное обеспечение) сделает со временем подобные задачи весьма обычным делом, хотя и дорогостоящим. Пока же секвенирование геномов (особенно крупных) представляет собой трудную задачу, справиться с которой в обозримые сроки можно только при условии объединения усилий сразу нескольких исследовательских групп. В то же время, помимо непосредственного секвенирования полных геномов, все большее значение приобретает функциональная геномика, направленная на выяснение механизмов функционирования отдельных генов и их взаимодействия в составе целого организма. Именно в этом случае секвенирование геномов дает те сведения, которые от него ожидают, поскольку отдельные новые гены, которые становятся известны в результате секвенирования какого-либо полного генома, могли бы быть клонированы и секвенированы обычным путем и не они представляют собой главную цель подобных проектов. Но, учитывая огромный объем уже сейчас известной информации в виде последовательности нуклеотидов, можно представить, что пройдет еще много времени, пока станут детально известны особенности функционирования хоть какого-нибудь небольшого генома. [c.381]

При этом нельзя не видеть, что нынешнее секвенирование ДНК уже только напоминает то, что было в самом начале. Сегодня, исходя из стоящих перед конкретными исследователями задач, можно сказать, что есть разное секвенирование ДНК. Так, как и в догеномную эру, многие лаборатории продолжают проводить обычное секвенирование отдельных генов и прочих фрагментов ДНК и получаемые в процессе этих экспериментов сведения не потеряли своей актуальности, несмотря на начавшееся несколько лет назад секвенирование полных геномов некоторых организмов, которое превратилось в настоящее производство, где многие операции полностью автоматизированы. Последнее является достижением уже не только молекулярной биологии, а и смежных областей науки и техники. [c.416]

Завершая и данную главу и всю книгу, вероятно, необходимо еще раз вернуться к высказыванию Эрвина Чаргаффа, упоминавшемуся во введении, о том, что чтение последовательности ДНК может стать задачей XXI века. Сейчас, наверное, уже можно считать, что он в действительности не ошибся в том плане, что в следующем столетии, по крайней мере в первой его половине, широкомасштабное секвенирование ДНК полных геномов большого числа организмов (наряду с обычнм секвенированием отдельных генов и прочих фрагментов ДНК) будет, несомненно, продолжаться и станет одной из главных задач молекулярной биологии. Хотя строить прогнозы в науке вообще и в молекулярной биологии тем более, вещь неблагодарная (кто в этом сомневается, может еще раз прочитать мысль, высказанную Чаргаффом, или в оригинале, или в нашем несколько вольном переводе (см. Введение)), однако можно все-таки предположить, что к середине следующего столетия накопленные знания в виде ДНКовых текстов полных геномов большого числа видов бактерий, растений, животных, а также и бесчисленных генов прочих организмов уже позволят вплотную подойти к пониманию взаимодействия всех генов или значительной их части даже сложноустроенного организма. Таким образом, главное внимание молекулярной биологии вероятно будет переключено именно на данное направление познания основ жизни. Что касается самого секвенирования ДНК, то оно будет, несомненно, востребовано и в дальнейшем, только вот какими методами будут добываться эти сведения, сейчас, наверное, даже невозможно представить. [c.421]

Развитие методологии рекомбинатных ДПК и молекулярного клонирования само по себе привело к созданию новых областей биологических исследований. Однако полная реализация этих новых возможностей зависела от других проводимых одновременно разработок развития методов фракционирования, которые ПОЗВОЛЯЛИ бы разделять фрагменты ДПК, лищь незначительно различающиеся по длине (рис. П. 18) создания относительно простых и быстрых процедур секвенирования ДПК длиной несколько тысяч нуклеотидов получения специфически модифицированных генов путем внесения мутаций В их клонированные копии in vitro генетической трансформации клеток, тканей и всего организма путем введения клонированных генов В соответствующие системы. [c.210]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология