1 / 24

Projekt ľudského genómu

Projekt ľudského genómu. Prehistória História Ciele Metódy Priebeh Výsledky Využitie Perspektívy -------------------- základná www stránka: www.doegenomes.org. Prehistória: Watson a Crick 1953. Genetika človeka v r. 1953. hodnotenie rodokmeňov štúdium dvojčiat

bradley-hays
Download Presentation

Projekt ľudského genómu

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Projekt ľudského genómu • Prehistória • História • Ciele • Metódy • Priebeh • Výsledky • Využitie • Perspektívy -------------------- základná www stránka: www.doegenomes.org

  2. Prehistória: Watson a Crick 1953

  3. Genetika človeka v r. 1953 • hodnotenie rodokmeňov • štúdium dvojčiat • cca 50 monogénnych ochorení • 5 monogénnych znakov (ABO, Rh...) • 48 chromozómov ! • 5 miliónov génov ! • žiadna DNA (podľa učebníc) !

  4. 60-te roky: cytogenetika človeka • 1956: 46 chromozómov • 1959: chromozómové aberácie a choroby • 1960: nomenklatúra a metodika • chromozómy a nádory • chromozómy: „orgán“ lekárskej genetiky • ľudských génov jeden milión, o DNA stále ani zmienka...

  5. 70-te roky: žeby DNA? • polymorfizmy (sérové skupiny, izoenzýmy...) • väzba a chrom. lokalizácia • bunkové hybridy • biochemická genetika Ale už aj: • prvé RFLPv ľudskej DNA (1978) • DNA diagnostikachorôb (1979) • 100 000 génov

  6. Human Genome Project: história • 1984: Alta Utah USA: vznik idei oskevenovať ľ. g. • 1986: Santa Fe - DoE Intl. Meeting • záver: projekt je uskutočniteľný a bude znamenať veľký pokrok v biológii • 1988: • vznik Úradu pre výskum ľudského genómu • Kongres USA schválil 15 ročný projekt a dotáciu 3 mld USD • 1989: založenie HUGO (The Human Genome Org.) • cieľ: koordinácia HGP projektov na celom svete • 3 centrá: - Bethesda pre USA - Londýn pre Európu - Tokyo pre oblasť Pacifiku • 1990: začiatok projektu • 2005: predpokladané ukončenie

  7. HGP: rozsah • 3 200 x 106 bp (dĺžka Dunaja v mm !) • dovtedy najdlhší sekvenovaný úsek: ľudská mtDNA (16 500 bp, 1981) • vtedajšia rýchlosť: 100 bp / osoba / deň • cena: 5 - 10 USD/bp Oficiálny začiatok HGP: 1990 • 20 pracovísk zo 6 štátov • 3 mld USD • cca 15 rokov práce (t.j. do r. 2005)

  8. História sekvenovania DNA

  9. HGP: ciele • Triangulovať genóm pomocou DNA markerov • Identifikovať a mapovať gény, určiť ich štruktúru a funkciu v zdraví aj v patológii • Identifikovať dôležité mimogénové sekvencie • Určiť úplnú sekvenciu genómu (3,2 Gb) • Všetky dáta uložiť vo verejne prístupných databázach • 1996: Bermudská dohoda • Sekvenovať genómy modelových organizmov (drozofila, myš, C. elegans, A. thaliana a i.) • Skúmať etické, legálne a sociálne aspekty

  10. HGP: navrhovaný postup • Konštrukcia genetickej mapy s vysokým rozlišovaním • Konštrukca rôznych typov fyzických máp všetkých chromozómov • Vývoj vhodných laboratórnych technológií • Vývoj hardware a software na spracovanie získaných údajov • Kompletizácia, analýza a anotácia sekvencie ľudskej DNA

  11. Metódy mapovania Genetické mapy pomocou DNA polymorfizmov • slúžia ako triangulačné body pri mapovaní génov • sú nevyhnutným predpokladom klonovania génov • slúžia ako rámec na konštrukciu fyzických máp • 1987 – prvá genetická mapa človeka • 403 polymorfizmov väčšinou typu RFLP • 1992 – genetická mapa založená na STR • významný prelom (813 markerov) • 1994 – integračná mapa • 5800 markerov, denzita 0,7 cM

  12. Metódy mapovania – pokr. Fyzické mapy • sú rôzne typy s rozdielnou rozlišovacou schopnosťou • cytogenetické mapy: • rôzne typy prúžkovania chromozómov (G-, R-prúžk.) • rozlišovacia schopnosť niekoľko Mb • radiačné hybridné mapy: • fragmentácia chromozómov ožiarním • vytvorenie hybridných chromozómov fúziou s inými typmi buniek (myš, potkan) • rozlišovacia schopnosť cca 0,5 Mb • kontigové mapy prekrývajúcich sa klonov • YAC klony – rozlišovanie niekoľko 100 kb • BAC klony – rozlišovanie do 300 kb • kozmidové klony – rozlišovanie cca 40 kb

  13. Metódy mapovania – pokr. • STS mapy –Sequence Tagged Site • vyžadujú informáciu o sekvenčnom zložení zoradených klonov • metóda detekcie: PCR • rozlíšenie cca 100 kb • EST mapy – Exprimed Sequence Tag • sú to vlastne STS mapy pre kódujúcu DNA • príprava: sekvenovanie cDNA a ich spätné zmapovanie do fyzických máp • rozlíšenie cca 40 kb • sekvenčná mapa • kompletná nukleotidová sekvencia DNA • rozlíšenie 1 bp

  14. HGP: hierarchická stratégia sekvenovania („clone-by-clone“) • triangulovať genóm pomocou STR • zostrojiť BAC-knižnice • mapovať klony do STR mapy • utvoriť BAC kontigy • štiepiť BAC-y náhodne na sekvenovateľné fragmenty • sekvenovať fragmenty • zoradiť do konečnej sekvencie klonu • zoradiť sekvencie klonov do definitívnej sekvencie • anotovať sekvenciu

  15. HGP: Francis Collins a Eric Lander

  16. Nárast údajov o sekvencii 1996-2001

  17. 1998 - Craig J. Venter a Celera Genomics

  18. Stratégia sekvenovania: Celera Genomics • Celogenómová shotgun stratégia sekvenovania • Skombinovanie s dátami HGP • Utvorenie knižníc s definovanými dĺžkami (2,10,50 kb)

  19. HGP v Bielom Dome, jún 2001

  20. Nature 431, 931 - 945 (21 October 2004); doi:10.1038/nature03001Finishing the euchromatic sequence of the human genome INTERNATIONAL HUMAN GENOME SEQUENCING CONSORTIUM http://vega.sanger.ac.uk/Homo_sapiens/ www.ensembl.org

  21. Dokončená sekvencia (2004): základné údaje • pokrýva 2,85 Gb; celý genóm má 3,08 Gb • pokrýva > 99% euchromat. genómu • sekvenačné chyby zriedkavejšie ako 1 : 100 000, priemerné pokrytie 11-násobné • len <350 medzier (väčšinou heterochrom. úseky a vysoko repetitívne sekvencie) • 20 000 – 25 000 proteíny kódujúcich génov (22 287) • priemerne 9 génov na Mb; veľká variabilita • 232 000 exónov; v priemere 10,4 exónu na gén; exóny tvoria len 1,2% dĺžky sekvencie • identifikovaných cca 20 000 pseudogénov, asi ich je viac ako génov • segmentové duplikácie tvoria 5,3% euchromatickej sekvencie („evolutionary gene nurseries“) • ale pozor: anotácia sekvencie stále ešte nie je dokončená!

  22. HGP: možnosti využitia • Etiológia genetických a nádorových ochorení • Diagnostika monogénnych a nádorových ochorení • Diagnostika multifaktoriálnych ochorení • Génová terapia (genetických a nádorových ochorení) • Cielená liečba („molekulárna farmakológia“) • Štúdium biologických funkcií na molekulárnej úrovni (diferenciácia, starnutie ...) • Evolúcia človeka a pôvod ľudských populácií • Nosce te ipsum: podstatný krok k poznaniu biológie nášho druhu • Podstatná časť práce je ešte len pred nami

  23. Pozične klonované gény s využitím HGP sekvencie

More Related