Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 147
Текст из файла (страница 147)
Для успсшного использования анализа коротких тандемных повторов в судебной практике необходимы стандарты. Первый такой стандарт был разработан в Великобритании в 1995 и Американский стандарт, названный СОшЬ)пед РЫА Лк1сх 5узгеш (СОР!5), был заеден в 1998 г. Система СОО15 использует 13 хорошо изученных участков 5Тк (табл.
1); этот контроль абязатсльно должен быть включен в любой эксперимент по идентификации ДНК, проводимый в США. В качестве маркера такжс используется ген амелогенина. Фланкирующис последовательности этого гена, 1всположенпого на половых хромосомах человека, на Х- и У-хромосоме несколько различаются. Поэтому прн амплнфикации гена амелогенина методом ПЦР абразунггся продукты разного размера, что позволяет опредслнтыиш донора ДНК.
База данных СОО15 к 2006 г. содержала 2,8 млн образцов и была доступна повсеместно (во всех пггатах). По данным на 2005 г., На основе нуклеотидных последовательностей генома создаются самые большие генетические библиотеки Геном является самым большим источником информации об организме, и нет такого генома, который интересовал бы нас больше нашего собственного. Менее чем через 10 лет после разработки практических методов секвеннрования ДНК начались серьезные обсуждения перспектив секвевнрования всех 3 млрд пар нуклеотидов генома человека.
Международный проект «Геном человекаь стартовал после выделения существенного 9.2 Отгеновхгеномам ~4571 к этой базе данных обращались при более чем 25 000 судебных разбирательств. Существуют удобные наборы, позволяющие амплифицировать 16 и Гюлее локусов 5Тк в одной пробирке. В состав таких наборов (рис. 2, 6) входят уникальные лля каждого локуса ПЦР-праймеры. Каждый праймср синтезирован таким образом, чтобы не щюисходило гибридизации с другим праймсром в данном наборе и чтобы в ПЦР обраювывались продукты разного размера, что пгмволяет в процессе злектрофореза разнести сигналы от разных локусов. Праймеры связаны с красителями, помогающими различить продукты ПЦР НаиГюлее широко применяющийся в настоящее время набор содержит 13 локусов СОР)5, амелогенин н два дополнительных локуса (т.
с. всего 16), используемые во всем мире при проведении судебных экспертиз. Такис наборы чрезвычайно полезны для установления личности человека. При наличии хоро~пего профиля ДНК вероятность совпадения сигналов для двух людей во всей человеческой популяции меныпе 1: 10э. ДНК-типирование используется как при осуждении, так и при оправдании подозреваемых, а также в иных случаях для установления источника с очень высокой степенью достоверности. Влияние таких процедур на судопроизводство буде~ продолжать расти, поскольку орщпизации допюариваются о стандартах, а методы становятся повсеместно официально принятымн в криминалистических лабораториях. Даже загадки убийств, совершенных несколько десятилетий назад, можно раскрыть: в 1996 г.
получение отпечатков ДН К помогло подтвердить идентификацию костей последнего русского царя и сто семьи, убитых в 1918 г. финансирования в конце 1980-х гг. В консчном итоге, в развитие проекта значительные вклады внесли 20 секвенирующнх центров в шести странах: США, Великобритании, Японии, Франции, Китае н Германии. Основная координация осуществлялась Управлением исследования генома в Национальном институте здоровья (США) вначале под руководством Джеймса Уотсона, а после 1992 г. — Френсиса Коллинза.
Вначале задача определения последовательности 3 . 10э п. н. генома казалась титанической работой, но постепенно она стала приводить к технологическим успехам. Полная последовательность генома че- ДИК гс САТСАТССТС ОСССТАСАТСАТОСТС Дж. Крэйг Вентер Френсис С. Коллинз 14зб] Часть 1. 9. Технологии на основе информации нз ДНК ловска была опубликована в апреле 2003 г., на несколько лет раньше намеченного срока. Это дос тижсн и с стало рсзу.
~ ьтатом тшатсльно спланированной международной работы на протяжении 14 лет. Исследовательские группы впервые создали иодрсйиув карту генома человека, причем кюны, иолучснныс нз каждой хромосомы, организовывались в серию длинных коитигов (рис. 9-17). Каждый коитиг солержал ориентиры в форме ВТВ на расстоянии мс нес 100 000 и. н. Картираиаииый такигн образом геном можно было поделить среди межлуиародшях ссквсиируюших центров, причем каждый центр секвеиировал картироваиные ВЛС- или ггАС-кчоны, соотвстствукнцис си>изя оирсдс- ДНК нарезается на фрагменты: фрагменты встанляют в ВАС. 1' '5 ~~ Идентифицируются н картнрукггся конт нгн. Сскненнрусмый ВАС-клон фрагьгентнрустся; фрагменты произвольно ссквеннру~отгя.
Выявление итоговой носледвватсльннстн соноставлснг1слс нсрскрывакнянхся нослелнвательн остей. ОСССТАСАТСАТ Ряс. 9-17. Стратегия проекта «Геном чеяпвекав. Полученные нз геномной библиотеки клоны размещались в соответствующем порядке на подробной генетической нарте, а затем отдельные клоны секвенироваднсь методом зЬвсйип. Методики секвенмрввання, применяемые ддя коммерческих целей, позволили отказаться от создания генетической карты и секвенировать целый геном клонированием по методу зпогйип. ленным сегментам генома.
Из-за тосю что многие каоиы имели длину Гхшес 100 000 и. и., а методы се«вени!ювания могли распознать вес го лшиь от 600 до 750 и. н. иуклеотидиой иослсдонатсльногти за рж, каждый клон надо было ссквснировать ио частям. Стратегия секвеиироваиия основывалась на и!ишциие йосксш («выстрела из дробови как), в котором исследователи испо.чьжнкмш новые моШ- ныс сскнснаторы для определения иослсдовательшк-гей произвольных сегментов данного к:юиа, а затем объединяли нх с иомсшськз ксжи|ьк1тс1шой идентификации перекрываний. Число ссквсииронаипых образцов клопа иодсчитывалоста статистически, так что всеь клон целиком определялся в срс~снсм 4 — 6 раз. Затем из баз данных брали ссквсиированиую ДТ!К для сборки целого генома.
Создание генетической карты ныло трудоемкой задачей, его ход соировожлался сжсгодныаш отчетами в осиошьых журналах ив протяжении ! 990-х и;, к концу десятилетия карта была составлена почти полностью. Завершение нгсго проекта ио оирсдслеиию нуклсотидиой последовательности генома чс.кшска первоначально было запланировано на 2005 г., но матсриальныс и технические вложения ускорили ироцссс.
Коммерческий вклад в расцп~фровку генома человека был ишшиироваи только что оргаиизовашюй в 1997 г. Сс!сга Согрогас!оц. Под руководством Дж. Крэйга Веитера эта группа воспользовалась иной стр;и.егией иод названием «ссквснированис целого генома методом з!зосйсшь, который гюклкзчил этап сборки карты генома. Вместо этого были секнеиироваиы сегменты ДИК, взятыс произвольным образом из всего генома. Секвсниронанные сегме1ггы упорядочивались путем компьютерной идентификации исрекрли~акшсихся нослсдоватсльногтсй (ири этом обрашсний к иодрооной гсномной карте государстнсииого проекта было немного). В иачалс 92 От генов к геномам (459) Д сзтенвае С. е(еяапз Н..щиегм М. гаизси!из Р. Ггаа!сс(утез (пекарскиелрожжи) (пематола) (человек;частично) (мышь) (шимпанзе) 1995 2000 2005 2007 1ЯЯО Е.
псгсея(сиз (крыса) Н. зар(егм (человек; полностью) Сс каиса 1. Н. (пДиелзае Е. соц В. те(апедазтег (бактерия) (бактерия) (плолпзал мупска) А (Иа!шпа Началась расшифровка генома 5. ригригагит (морской сж) Т. сал(ла!М (простейшее) Рнс. 9-18. Временная шкала секвеннрования генома. Дискуссии в середине 1980-х гг. привели к тому, что начало проекта состоялось тольно в 1989 г. Предварительная работа, включавшая составление полной генетической карты н предоставление геномных ориентиров, заняла большую часть 1990-х гг.
Были запущены также отдельные проекты по секвеннрованню геномов других организмов, необходимых длв нследовательской практики. В настоящее время завершена расшифровка геномов многих видав бактерий (например, НоетарИНиз )пГ(иепгае), дрожжей (5. сегекй(ое), нематоды (С. е(едапз), насекомых (О. гпе(аподаз!ег н Арй те((дега) н растений (А (Иайапа н Осуге заира С), грызунов (Низ тикси!ит н йайиз погтед(сиз), приматов (Нота таргет н Рап (год(ог(у(ез) н некоторых возбудителей половых инфекций человека (например ТпсИотопаз кад(па((з).
У каждого геномного проекта есть сайт в Интернете, который служит центральным хранилищем данных. проекта «Геном человека» секвепировапис мстодоы кйо(8пп в таких масштабах казалось далеким от практической реализации. Однако усовершенствования компьютерного программного обеспечения и автоматизации ссквснировапия сделали к 1997 г. такой подхол осугдестнимым. Соревнование межлу частным и государственным вклалаын н секвенировапие существенно сэкономило время до окончания щюекта.
За публикацией в 2006 г. прелварительных данных о нуклеотилпой последовательности генома человека последовалн два года завершающих работ по устранению примерно тысячи нестыковок, чтобы предоставить высококачественныс данные о гюспедовагезьиости, которые согласовались бы межлу собой по всему геиому. Проект «Геном человека» ознаменовал кульминацию биологии ХХ в. и предвещает совсем иную науку в следующем веке. Геном человека является всего лишь одним из этапов, поскольку наряду с пим расшифровываются (или уже расшифрованы) гепомы многих других видов, в том чнсле дрожжей 5ассйагптусез сегетьтае (расш нфровка завершена в 1996 г.) и 5сЬ(гоятссйаготугез (растение) 5 ромбе (рис) Л тей~ега (лсзлшиесл лрожжи) (мслоноспал пчела) ротЬе (2002), пематоды СаепогйаЬ(1(г(т е!ейапз (1998), плодовой мушки с)гоюрЫа те!апойазгег (2000), растепияАгаЬ(г(орзтзгйа((апа(2000), мыши Мил тизст(|из (2002), рыбы-зебры и множества видов бактерий и архей (рис. 9-18).
Ранггие попытки расшифровки генома были сфокусированы в основном ца видах, обычно используемых в лабораторных целях. Технология развивается„так что к моменту выхода этой книги станут известны полные послеловатсльности гепомов свыше 1200 организмов самых разных видов. Сегодня уже предпринимаются широкомасштабные попытки картирования генов, обнаружения новых белков и генов, вызывающих заболевания, а также многие другие проекты. В результате исследований была создана база данных с таким потенциалом, который может не только привести к быстрому прогрессу биологии, но и изменить само представление людей о самих себе. Первые наши впечатления от расшифровки генома человека колебались от ощущения запутанности до осознания глубокой мудрости природы. Мы пе настолько сложны, как думаем об этом.
Оценки, сделанные несколько десятков лет назад, 1469] Часть 1. 9. Технологии на основе информации из ДНК Транслируется в белок 1,1% — 1,4% Трянскрнбнруется в РНК кяк конечный продукт 25% Простые понтеры 7 (мнкросателлнты) ' 3% Тркпсппзппы 45% Крупные повторы 5% Другая ыежгеннля ДНК 20,7% Рис. 9-19. Структура генома человена. На диаграмме показаны доли различных видов последовательностей в нашем геноме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
