ហ្សែន - ការសិក្សាអំពីហ្សែនទាំងមូល

ភាពជឿនលឿនចុងក្រោយបង្អស់ក្នុងលំដាប់លំដោយ និងការអភិវឌ្ឍន៍ មធ្យោបាយបច្ចេកទេសសម្រាប់ដំណើរការ មួយចំនួនធំក្លូននៅក្នុងបណ្ណាល័យហ្សែនបានអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសិក្សាហ្សែនទាំងមូលនៃសារពាង្គកាយមួយក្នុងពេលតែមួយ។ លំដាប់ពេញលេញនៃប្រភេទសត្វជាច្រើនឥឡូវនេះត្រូវបានកំណត់ រួមទាំងភាគច្រើននៃអ្វីដែលគេហៅថាសារពាង្គកាយហ្សែនគំរូដូចជា E. coli;ដង្កូវមូល Caenorhabditis elegans;ហើយជាការពិតណាស់ វត្ថុបុរាណនៃហ្សែន ផ្លែឈើហើរ Drosophila melanogaster ។ក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ទោះបីជាមានបញ្ហា និងការខ្វែងគំនិតគ្នាជាច្រើនក៏ដោយ ក៏គម្រោងមួយត្រូវបានចាប់ផ្តើមដើម្បីសិក្សាអំពីហ្សែនរបស់មនុស្ស (“Human Genome”) ដែលមូលនិធិត្រូវបានបែងចែកដោយ វិទ្យាស្ថានជាតិសុខភាព។ នៅខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ ២០០១ ក្រុមធំអ្នកស្រាវជ្រាវដែលដឹកនាំដោយ J. Craig Venter នៃមន្ទីរពិសោធន៍ឯកជន Celera Genemix បានធ្វើសេចក្តីថ្លែងការណ៍អំពីការឌិកូដបឋមនៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ លទ្ធផលនៃការងាររបស់ពួកគេត្រូវបានបោះពុម្ពនៅថ្ងៃទី 16 ខែកុម្ភៈឆ្នាំ 2001 នៅក្នុងទស្សនាវដ្តីវិទ្យាសាស្ត្រ។

កំណែមួយទៀតដែលដាក់ជូនដោយក្រុមមកពី International Human Genome Sequencing Consortium ត្រូវបានបោះពុម្ពនៅថ្ងៃទី 13 ខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 2001 នៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Nature។

កំណើតនៃហ្សែនអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាពាក់កណ្តាលនៃសតវត្សទី 20 នៅពេលដែលអ្នកហ្សែនបានគូសផែនទីក្រូម៉ូសូមទាំងអស់នៃសារពាង្គកាយគំរូដោយផ្អែកលើភាពញឹកញាប់នៃការផ្សំឡើងវិញ (សូមមើលជំពូកទី 8) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផែនទីទាំងនេះបានបង្ហាញតែហ្សែនទាំងនោះដែលអាឡែឡែសដែលផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានគេស្គាល់ ហើយដូច្នេះផែនទីបែបនេះមិនអាចត្រូវបានគេហៅថាពេញលេញបានទេ។ លំដាប់ DNA ពេញលេញអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់ទីតាំងហ្សែនទាំងអស់នៃសារពាង្គកាយមួយ ក៏ដូចជាបង្កើតលំដាប់នៃមូលដ្ឋានរវាងពួកវា។

ហ្សែនត្រូវបានបែងចែកទៅជារចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារ។ ហ្សែនតាមរចនាសម្ព័នមានគោលបំណងស្វែងរកឱ្យឃើញនូវកន្លែងដែលហ្សែនជាក់លាក់ស្ថិតនៅក្នុង DNA ក្រូម៉ូសូម។ កម្មវិធីកុំព្យូទ័រទទួលស្គាល់ការចាប់ផ្តើម និងចុងបញ្ចប់ធម្មតានៃហ្សែន ដោយជ្រើសរើសលំដាប់ទាំងនោះដែលទំនងជាហ្សែន។ លំដាប់បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា បើកស៊ុមអាន (OFR) ។ដូច​គ្នា កម្មវិធីកុំព្យូទ័រក៏អាចស្គាល់ introns ធម្មតានៅក្នុងលំដាប់ OFR ផងដែរ។ បន្ទាប់ពី introns ត្រូវបានញែកចេញពីហ្សែនសក្តានុពល កុំព្យូទ័រប្រើកូដដែលនៅសល់ដើម្បីកំណត់លំដាប់នៃអាស៊ីតអាមីណូនៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន។ បន្ទាប់មក ប្រូតេអ៊ីនដែលមានសក្តានុពលទាំងនេះត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងប្រូតេអ៊ីនទាំងនោះដែលមុខងាររបស់វាត្រូវបានគេស្គាល់រួចហើយ ហើយលំដាប់របស់ពួកគេត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងមូលដ្ឋានទិន្នន័យរួចហើយ។ សូមអរគុណចំពោះកម្មវិធីប្រភេទនេះដែលហៅថា ការអភិរក្សនិយមវិវត្តន៍៖ថាសម្រាប់ហ្សែនភាគច្រើននៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងៗគ្នាមានហ្សែនស្រដៀងគ្នា។ តាមទស្សនៈនៃការអភិវឌ្ឍន៍ការវិវត្ត ភាពស្រដៀងគ្នានេះអាចយល់បាន៖ ប្រសិនបើប្រូតេអ៊ីននៃប្រភេទជីវសាស្រ្តមួយត្រូវបានសម្របខ្លួនបានយ៉ាងល្អសម្រាប់មុខងាររបស់វា នោះហ្សែនរបស់វាត្រូវបានបញ្ជូនក្នុងទម្រង់ដូចគ្នា ឬជាមួយ ការផ្លាស់ប្តូរតូចពូជដែលកើតចេញពីដើមដំបូង។ ការអភិរក្សការវិវត្តន៍អនុញ្ញាតឱ្យកំណត់អត្តសញ្ញាណហ្សែនដែលទាក់ទងនឹងហ្សែនដែលបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងទៀត។ ដោយការប្រៀបធៀបហ្សែនលទ្ធផលជាមួយនឹងអ្នកដែលស្គាល់រួចមកហើយ ជារឿយៗវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់មុខងាររបស់វា ដោយចាំបាច់ត្រូវពិនិត្យវានៅក្នុងការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់។

នៅពេលដែលហ្សែនសក្តានុពលទាំងអស់ត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ ផែនទីហ្សែនចាប់ផ្តើម។ ផែនទីហ្សែនរបស់មនុស្សគឺជាដ្យាក្រាមដែលមានភាពច្របូកច្របល់ និង motley ចាប់តាំងពីហ្សែននីមួយៗត្រូវបានសម្គាល់ដោយពណ៌ជាក់លាក់មួយអាស្រ័យលើមុខងាររបស់វា ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងហ្សែនដែលគេស្គាល់ផ្សេងទៀត។ ហ្សែនរបស់មនុស្សភាគច្រើនដូចជាហ្សែននៃ eukaryotes ទាំងអស់ជាទូទៅមាន introns ធំ។ យោងតាមការប៉ាន់ស្មានរដុប ក្នុងចំណោមលំដាប់ដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយ ប្រហែលមួយភាគបី ឬមួយភាគបួនគឺជា introns ។ គួរឱ្យចង់ដឹងណាស់មានតែប្រហែល 1.5% នៃហ្សែនរបស់មនុស្សទាំងមូល (ប្រហែល 2.9 x 10 9 គូមូលដ្ឋាន) មានលំដាប់ (exons) ដែលកូដសម្រាប់ប្រូតេអ៊ីន។ ដូចគ្នានេះផងដែរ DNA នេះហាក់ដូចជាមានហ្សែន 35,000-45,000 ដែលតិចជាងការព្យាករណ៍។ យើងមិនទាន់យល់ថាតើចំនួនហ្សែនតិចតួចសម្រាប់សារពាង្គកាយស្មុគស្មាញបែបនេះទេ។

ចំនួនច្បាប់ចម្លងនៃ DNA ដដែលៗ មនុស្សផ្សេងគ្នាវាមិនដូចគ្នាទេ ដូច្នេះពួកវាអាចប្រើដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណ រួមទាំងនៅក្នុងផ្នែកកោសល្យវិច្ច័យផងដែរ។

ពន្ធុវិទ្យាមុខងារគឺជាការសិក្សាអំពីមុខងារហ្សែននៅកម្រិតនៃហ្សែនទាំងមូល។ ទោះបីជាហ្សែនសក្តានុពលអាចត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណដោយភាពស្រដៀងគ្នារបស់វាទៅនឹងហ្សែនដែលបំពេញមុខងារដែលគេស្គាល់នៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងទៀតក៏ដោយ ការស្មានទាំងអស់គួរតែត្រូវបានធ្វើតេស្តប្រឆាំងនឹងសារពាង្គកាយដែលកំពុងសិក្សា។ នៅក្នុងសារពាង្គកាយគំរូមួយចំនួន ដូចជាមេដំបែអាហារូបត្ថម្ភ វាអាចធ្វើទៅបានជាប្រព័ន្ធដើម្បីបិទមុខងារនៃហ្សែនម្តងមួយៗ។ ការបិទហ្សែនកើតឡើងដោយការជំនួសទម្រង់មុខងាររបស់វាជាមួយនឹងទម្រង់ដែលបានលុបនៅលើវ៉ិចទ័រពិសេស។ បន្ទាប់មកយកសំពាធជាមួយហ្សែនពិការ ហើយវាយតម្លៃ phenotype របស់វា។ នៅក្នុងកម្មវិធីដែលកំពុងដំណើរការដើម្បីវិភាគហ្សែនមេដំបែអាហារូបត្ថម្ភ ហ្សែនជាច្រើនពាន់ត្រូវបានបិទម្តងមួយៗ។

វិធីសាស្រ្តមួយផ្សេងទៀតនៃហ្សែនមុខងារគឺថាពួកគេសិក្សាយន្តការនៃការចម្លងនៅកម្រិតនៃហ្សែនទាំងមូល។ វិធីសាស្រ្តនេះ។ផ្អែកលើការសន្មត់ថាភាគច្រើន បាតុភូតជីវសាស្រ្តតំណាង ដំណើរការស្មុគស្មាញពាក់ព័ន្ធនឹងហ្សែនជាច្រើន។ ការចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេសចំពោះអ្នកស្រាវជ្រាវគឺដំណើរការដែលទាក់ទងនឹងការវិវត្តនៃសារពាង្គកាយ ដែលយើងបាននិយាយនៅក្នុងជំពូក។ 11. ប្រសិនបើការចម្លងហ្សែនត្រូវបានសិក្សានៅក្នុង លក្ខខណ្ឌផ្សេងគ្នាការលូតលាស់បន្ទាប់មកអ្នកអាចទទួលបានគំនិតនៃផ្លូវហ្សែនពេញលេញនៃការអភិវឌ្ឍនៃសារពាង្គកាយ។

ប៉ុន្តែតើការចម្លងអាចត្រូវបានសិក្សានៅកម្រិតហ្សែនធំទូលាយដោយរបៀបណា? ជាថ្មីម្តងទៀត បច្ចេកវិទ្យាថ្មីជួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងរឿងនេះ។ DNA នៃហ្សែននីមួយៗនៅក្នុង genome ឬផ្នែកខ្លះនៃ genome ត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃកញ្ចក់តូចៗដែលរៀបចំតាមលំដាប់លំដោយ។ បន្ទាប់មកពួកវាត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងគ្រប់ប្រភេទនៃ mRNA ដែលមាននៅក្នុងកោសិកា សារពាង្គកាយដែលបានផ្តល់ឱ្យ. DNA នៅលើចានត្រូវបានទទួលតាមពីរវិធី។ នៅក្នុងវិធីមួយ mRNAs ទាំងអស់ត្រូវបានទទួលរង ប្រតិចារិកបញ្ច្រាសដើម្បីទទួលបានម៉ូលេគុល DNA ខ្លីៗដែលត្រូវគ្នានឹងហ្សែនមួយ។ នៅក្នុងវិធីមួយផ្សេងទៀត ហ្សែន (ឬផ្នែកខ្លះនៃហ្សែន) ត្រូវបានសំយោគមូលដ្ឋានមួយក្នុងពេលតែមួយនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់នៃចាន។ ការសំយោគត្រូវបានអនុវត្តដោយមនុស្សយន្តដែលបើក និងបិទផ្ទៃកញ្ចក់ក្នុងលំដាប់ជាក់លាក់មួយ។ កំណត់ត្រាជាមួយហ្សែននៃសារពាង្គកាយជាច្រើនអាចត្រូវបានទិញពីក្រុមហ៊ុនគីមី។

ហ្សែនត្រូវបានគេហៅថាជាធម្មតាមួយនៃសាខា ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល. ភារកិច្ចចម្បងរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងអ្វីដែលហៅថាលំដាប់ហ្សែន - ការសិក្សានៃលំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃ DNA និង RNA ។ កុំច្រឡំពាក្យ ពន្ធុវិទ្យា និងហ្សែន។ ហ្សែនទាក់ទងនឹងការសិក្សាអំពីយន្តការនៃតំណពូជ និងភាពប្រែប្រួល ហើយហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីអនុវត្តចំណេះដឹងដែលទទួលបាន។

ពីប្រវត្តិសាស្ត្រវិទ្យាសាស្ត្រ

ក្នុងនាមជាតំបន់ពិសេស ហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1980-1990 រួមជាមួយនឹងការលេចចេញនូវគម្រោងដំបូងសម្រាប់ការរៀបចំលំដាប់ (ការវិភាគម៉ូលេគុល) នៃហ្សែន។ ប្រភេទជាក់លាក់សារពាង្គកាយរស់នៅ។

រចនាសម្ព័ន្ធហ្សែន

នៅក្នុង genomics ទំនើប មានផ្នែករងជាច្រើន៖

• ហ្សែនប្រៀបធៀប ឬវិវត្តន៍ វាត្រូវបានផ្អែកលើការប្រៀបធៀបនៃអង្គការ និងខ្លឹមសារនៃហ្សែននៃសារពាង្គកាយមានជីវិតផ្សេងៗ។
• ហ្សែនមុខងារ - សិក្សាលម្អិតអំពីមុខងារនៃហ្សែន ឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើសកម្មភាពហ្សែន។
• ហ្សែនតាមរចនាសម្ព័នដោះស្រាយជាមួយនឹងលំដាប់លំដោយ ការវិភាគម៉ូលេគុលនៃ DNA ដោយឈរលើមូលដ្ឋាននៃផែនទីហ្សែនត្រូវបានបង្កើត និងអាចប្រៀបធៀបបាន។

ហេតុអ្វីបានជាយើងត្រូវការហ្សែន

ហ្សែនមួយចំនួនធំនៃអតិសុខុមប្រាណផ្សេងៗ (ជាចម្បងបង្កជំងឺ) ត្រូវបានឌិកូដ។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចស្វែងរកហ្សែនគោលដៅគ្រឿងញៀននៅទីនេះ និងផលិតថ្នាំថ្មី។

ពន្ធុវិទ្យា​ត្រូវ​បាន​គេ​យល់​ឃើញ​ថា​ជា​ផ្នែក​សំខាន់​មួយ​ ជីវវិទ្យាទូទៅ. វា​អាច​ចូល​រួម​ចំណែក​យ៉ាង​សំខាន់​ក្នុង​ការ​អភិវឌ្ឍ​បច្ចេកវិទ្យា​ជីវសាស្ត្រ កសិកម្ម, ការ​ថែទាំ​សុខភាព។

នៅក្នុងមន្ទីរពេទ្យមួយក្នុងរដ្ឋ Wisconsin ក្មេងទើបចេះដើរតេះតះអាយុ 3 ឆ្នាំបានធ្វើឱ្យគ្រូពេទ្យភ្ញាក់ផ្អើលជាយូរ។ ក្នុង​កុមារ​នេះ ពោះវៀន​មាន​សភាព​ហើម ហើយ​មាន​អាប់ស​ស្ទើរតែ​ទាំងស្រុង ។ កុមារ​ម្នាក់​នេះ​បាន​រួច​ជីវិត​ពី​ការ​វះ​កាត់​ជាង​មួយ​រយ​នៅ​អាយុ​បី​ឆ្នាំ។ ទារកត្រូវបានគេផ្តល់ឱ្យនូវលំដាប់ពេញលេញនៃតំបន់សរសេរកូដនៃ DNA របស់គាត់ ពិរុទ្ធជននៃជំងឺនេះត្រូវបានគេកំណត់អត្តសញ្ញាណ - ប្រូតេអ៊ីន XIAP ដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់សញ្ញានៃការស្លាប់កោសិកាដែលបានរៀបចំ ដើរតួយ៉ាងសំខាន់។ តួនាទីសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ។ ដោយសារតែការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ អ្នកឯកទេសខាងសរីរវិទ្យាបានផ្តល់អនុសាសន៍ឱ្យធ្វើការប្តូរខួរឆ្អឹង។ ទារកត្រូវបានសង្គ្រោះ។

ករណីមួយទៀតទាក់ទងនឹងជំងឺមហារីក atypical ចំពោះស្ត្រីអាយុសាមសិបប្រាំបួនឆ្នាំដែលទទួលរងពីទម្រង់ស្រួចស្រាវនៃជំងឺមហារីកឈាម promyelocytic ។ នៅពេលប្រើវិធីសាស្ត្រវិនិច្ឆ័យស្តង់ដារជំងឺមិនអាចត្រូវបានរកឃើញទេ។ ប៉ុន្តែនៅពេល decipher និងវិភាគហ្សែន កោសិកាមហារីកគេអាចរកឃើញថាផ្នែកធំនៃក្រូម៉ូសូមទីដប់ប្រាំបានផ្លាស់ប្តូរទៅទីដប់ប្រាំពីរ ដែលបង្កឱ្យមានអន្តរកម្មហ្សែនជាក់លាក់មួយ។ អ្នកជំងឺត្រូវបានចេញវេជ្ជបញ្ជាឱ្យមានការព្យាបាលគ្រប់គ្រាន់។

សេចក្តីព្រាងទីមួយឆ្នាំ ២០០៣ - ការបញ្ចប់គម្រោង) ។ ការអភិវឌ្ឍន៍របស់វាអាចធ្វើទៅបានមិនត្រឹមតែដោយសារតែការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃវិធីសាស្ត្រជីវគីមីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ដោយសារតែការលេចចេញនូវថាមពលដ៏មានឥទ្ធិពល។ វិទ្យាសាស្ត្រ​កុំព្យូទ័រដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើការជាមួយទិន្នន័យដ៏ធំ។ ប្រវែងនៃហ្សែននៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត ជួនកាលត្រូវបានវាស់ជាគូគោលរាប់ពាន់លាន។ ឧទាហរណ៍ ហ្សែនរបស់មនុស្សគឺប្រហែល 3 ពាន់លានគូមូលដ្ឋាន។ ហ្សែនធំបំផុតដែលគេស្គាល់ (នៅដើមឆ្នាំ 2010) ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រភេទត្រីសួតមួយ (ប្រហែល 110 ពាន់លានគូ) ។

ផ្នែកនៃហ្សែន

ពន្ធុវិទ្យារចនាសម្ព័ន្ធ

រចនាសម្ព័ន្ធហ្សែន - ខ្លឹមសារនិងការរៀបចំព័ត៌មានហ្សែន។ វាមានគោលបំណងសិក្សាហ្សែនជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធដែលគេស្គាល់ ដើម្បីយល់ពីមុខងាររបស់ពួកគេ ក៏ដូចជាដើម្បីកំណត់ រចនាសម្ព័ន្ធលំហចំនួនអតិបរមានៃម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីន "គន្លឹះ" និងឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើអន្តរកម្ម។

ពន្ធុវិទ្យាមុខងារ

Functional genomics គឺជាការអនុវត្តនូវព័ត៌មានដែលបានកត់ត្រានៅក្នុងហ្សែនពីហ្សែនទៅលក្ខណៈ។

ហ្សែនប្រៀបធៀប

ហ្សែនប្រៀបធៀប (ការវិវត្តន៍) - ការសិក្សាប្រៀបធៀបនៃខ្លឹមសារ និងការរៀបចំហ្សែន សារពាង្គកាយផ្សេងៗគ្នា.

ការទទួលបានលំដាប់ហ្សែនពេញលេញបានបំភ្លឺអំពីកម្រិតនៃភាពខុសគ្នារវាងហ្សែននៃសារពាង្គកាយមានជីវិតផ្សេងៗគ្នា។ តារាងខាងក្រោមបង្ហាញពីទិន្នន័យបឋមស្តីពីភាពស្រដៀងគ្នានៃហ្សែននៃសារពាង្គកាយផ្សេងៗគ្នាជាមួយនឹងហ្សែនរបស់មនុស្ស។ ភាពស្រដៀងគ្នាត្រូវបានផ្តល់ជាភាគរយ (ឆ្លុះបញ្ចាំងពីសមាមាត្រនៃគូមូលដ្ឋានដែលដូចគ្នាបេះបិទនៅក្នុងប្រភេទសត្វដែលបានប្រៀបធៀបទាំងពីរ)។

មើល	ភាពស្រដៀងគ្នា	កំណត់ចំណាំ និងប្រភព
មនុស្ស	99,9 %	គម្រោងហ្សែនមនុស្ស
	100 %	កូនភ្លោះដូចគ្នា។
ចាប៉ី	98,4 %	ជនជាតិអាមេរិកសម្រាប់វឌ្ឍនភាពវេជ្ជសាស្រ្ត;
	98,7 %	Richard Mural នៃ Celera Genomics ដកស្រង់នៅលើ MSNBC
បូណូបូ ឬ​ស្វា​ស្វា​ភី​ជី​		ដូចគ្នា​នឹង​សត្វ​ស្វា​ស្វា​។
ហ្គោរីឡា	98,38 %	ផ្អែកលើការសិក្សាអំពី DNA មិនច្រំដែល intergenic (American Journal of Human Genetics, ខែកុម្ភៈ 2001, 682, ទំព័រ 444-456)
កណ្ដុរ	98 %
	85 %	នៅពេលប្រៀបធៀបរាល់ការអ៊ិនកូដប្រូតេអ៊ីន NHGRI
ឆ្កែ	95 %	Jon Entine នៅ San Francisco Examiner
C.elegans	74 %	Jon Entine នៅ San Francisco Examiner
ចេក	50 %	ជនជាតិអាមេរិកសម្រាប់វឌ្ឍនភាពវេជ្ជសាស្រ្ត
Narcissus	35 %	Steven Rose ក្នុងរឿង The Guardian ថ្ងៃទី 22 ខែមករា

ឧទាហរណ៍នៃការអនុវត្តហ្សែនក្នុងវេជ្ជសាស្ត្រ

នៅក្នុងមន្ទីរពេទ្យ Wisconsin កុមារអាយុ 3 ឆ្នាំម្នាក់បានធ្វើឱ្យគ្រូពេទ្យមានការងឿងឆ្ងល់ជាយូរមក ពោះវៀនរបស់គាត់បានហើម និងមានអាប់សទាំងស្រុង។ នៅអាយុបីឆ្នាំ កុមារនេះបានឆ្លងកាត់ការវះកាត់ច្រើនជាងមួយរយដង។ សម្រាប់គាត់ លំដាប់ពេញលេញនៃតំបន់សរសេរកូដនៃ DNA របស់គាត់ត្រូវបានបញ្ជាឱ្យយោងទៅតាមលទ្ធផល ដោយមានជំនួយពីមធ្យោបាយ improvised ពិរុទ្ធជននៃជំងឺនេះត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ - ប្រូតេអ៊ីន XIAP ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងខ្សែសង្វាក់សញ្ញានៃការស្លាប់កោសិកាដែលបានរៀបចំ។ នៅ ប្រតិបត្តិការធម្មតា។វាដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ។ ដោយផ្អែកលើការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យនេះ អ្នកឯកទេសខាងសរីរវិទ្យាបានផ្តល់អនុសាសន៍ឱ្យធ្វើការប្តូរខួរឆ្អឹងនៅខែមិថុនា ឆ្នាំ 2010។ នៅពាក់កណ្តាលខែមិថុនា កុមារអាចញ៉ាំបានជាលើកដំបូងក្នុងជីវិតរបស់គាត់។

ករណីមួយទៀតត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹង atypical មហារីកនៅក្នុងស្ត្រីអាយុ 39 ឆ្នាំទទួលរងពី ទម្រង់ស្រួចស្រាវជំងឺមហារីកឈាម promyelocytic ។ នៅ វិធីសាស្រ្តស្តង់ដារទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យជំងឺមិនត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណទេ។ ប៉ុន្តែនៅពេលធ្វើការបកស្រាយ និងវិភាគហ្សែននៃកោសិកាមហារីក វាបានប្រែក្លាយថាផ្នែកធំនៃក្រូម៉ូសូមទី 15 បានផ្លាស់ប្តូរទៅទី 17 ដែលបណ្តាលឱ្យមានអន្តរកម្មហ្សែនជាក់លាក់មួយ។ ជាលទ្ធផលស្ត្រីបានទទួលការព្យាបាលដែលនាងត្រូវការ។

កំណត់ចំណាំ

សូម​មើល​ផង​ដែរ

តំណភ្ជាប់

• Tishchenko P.D. Genomics: ប្រភេទវិទ្យាសាស្ត្រថ្មីក្នុងស្ថានភាពវប្បធម៌ថ្មី។
• ហ្សែនមីក្រុបពេញលេញ (ហ្សែនដែលបានឌិកូដទាំងស្រុងនៃបាក់តេរី និង archaea) ។

ពន្ធុវិទ្យា
គម្រោងហ្សែន Paleopolyploidy Glycomics គម្រោងហ្សែនមនុស្ស Proteomics Metabolomics Chemogenomics រចនាសម្ព័ន្ធ genomics Pharmacogenetics Pharmacogenomics Toxicogenomics Computational Genomics Bioinformatics Chemoinformatics Systems Biology

មូលនិធិវិគីមេឌា។ ឆ្នាំ ២០១០។

សទិសន័យ:

សូមមើលអ្វីដែល "ហ្សែន" មាននៅក្នុងវចនានុក្រមផ្សេងទៀត៖

ពន្ធុវិទ្យា- * genomics * genomics គឺជាទិសដៅថ្មីនៃហ្សែន វិទ្យាសាស្រ្តនៃហ្សែន រួមទាំងការសិក្សាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា មុខងារ និងការវិវត្តន៍លើម៉ូលេគុល ក្រូម៉ូសូម ជីវគីមី។ កម្រិតសរីរវិទ្យា. ភារកិច្ចមួយក្នុងចំណោមភារកិច្ចរបស់ G. រចនាសម្ព័ន្ធគឺ ... ... ហ្សែន។ វចនានុក្រមសព្វវចនាធិប្បាយ

មាន។, ចំនួននៃសទិសន័យ៖ ១ ពន្ធុវិទ្យា (១១) វចនានុក្រមមានន័យដូច ASIS ។ V.N. ទ្រីស៊ីន។ ឆ្នាំ ២០១៣... វចនានុក្រមមានន័យដូច

ពន្ធុវិទ្យា- វិទ្យាសាស្រ្តដែលសិក្សាហ្សែនទាំងអស់និងតួនាទីរបស់វានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃរាងកាយដូចជានៅក្នុង ស្ថានភាពធម្មតា។ហើយក្នុងករណីជំងឺ ប្រធានបទនៃជីវបច្ចេកវិទ្យា EN genomics… សៀវភៅណែនាំអ្នកបកប្រែបច្ចេកទេស

ពន្ធុវិទ្យា- ការអានហ្សែន ជាពិសេសរបស់មនុស្ស និងសកម្មភាពវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេសដែលពាក់ព័ន្ធ៖ ஐ វាច្បាស់ណាស់ថាវាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតនិទណ្ឌភាពក្នុងការបែងចែកទិសដៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា ចាប់តាំងពីការអំពាវនាវឱ្យមានការលួចចម្លង និងការកែលម្អ ….. . ពិភពលោករបស់លេម - វចនានុក្រមនិងការណែនាំ

ពន្ធុវិទ្យា- Genomics Genomics ការសិក្សាអំពីសំណុំហ្សែនទាំងមូលដែលបង្កើតជាសារពាង្គកាយ... វចនានុក្រមអង់គ្លេស-រុស្ស៊ី ពន្យល់អំពីបច្ចេកវិទ្យាណាណូ។ - ម.

ពន្ធុវិទ្យា- genomika statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Nauja genetikos kryptis, kuri apima genomo individualių genų molekulių lygyje, geno Sandaros, jo Raiškos, aktyvumo reguliaumojis… žami ųriamo ųrizimo ų Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

សាខានៃពន្ធុវិទ្យាដែលសិក្សាពីរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារនៃហ្សែន decomp ។ សារពាង្គកាយដោយមានជំនួយពី biol ។ រាងកាយ។ គីមី។ និង វិធីសាស្រ្តកុំព្យូទ័រ … វិទ្យា​សា​ស្រ្ត​ធម្មជាតិ។ វចនានុក្រមសព្វវចនាធិប្បាយ

ពន្ធុវិទ្យា-ហ្សែន omics និង... វចនានុក្រមអក្ខរាវិរុទ្ធរុស្ស៊ី

ពន្ធុវិទ្យា- ផ្នែកមួយនៃពន្ធុវិទ្យា ដែលជាប្រធានបទនៃការសិក្សាអំពីគោលការណ៍នៃការបង្កើតហ្សែន និងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា អង្គការមុខងារ … វចនានុក្រមនៃចិត្តវិទ្យា

ស្វែងរកការពិពណ៌នាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រនៃប្រូតេអ៊ីននីមួយៗដែលត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយហ្សែនដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍ និងគំរូត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងរចនាសម្ព័ន្ធហ្សែន និងរចនាសម្ព័ន្ធប្រពៃណី ... ... វិគីភីឌា

សៀវភៅ

• ហ្សែនគ្លីនិក។ ហ្សែននិង proteomics នៃរោគវិទ្យាតំណពូជ។ ការបង្រៀន។ សត្វត្មាត UMO លើការអប់រំនៅសាកលវិទ្យាល័យបុរាណ Mutovin Gennady Romanovich ។ សៀវភៅនេះពិភាក្សាអំពីបទប្បញ្ញត្តិ និងគោលគំនិតសំខាន់ៗនៃហ្សែនព្យាបាល ដោយគិតគូរពីលទ្ធផលនៃកម្មវិធីវិទ្យាសាស្ត្រអន្តរជាតិ 'ហ្សែនមនុស្ស' (1988-2005)។ ប្រវតិ្តសាស្រ្ត ការផ្តល់...

នៅចុងបញ្ចប់នៃសតវត្សទី 20 បច្ចេកវិទ្យាម៉ូលេគុលបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងខ្លាំងដែលតម្រូវការជាមុនត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ការសិក្សាជាប្រព័ន្ធនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែន។ ប្រភេទផ្សេងគ្នាសត្វមានជីវិតរួមទាំងមនុស្ស។ គោលដៅដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៃគម្រោងទាំងនេះគឺដើម្បីកំណត់លំដាប់នុយក្លេអូទីតពេញលេញនៃ DNA ហ្សែន។ ដូច្នេះវិទ្យាសាស្ត្រថ្មីបានកើត - ពន្ធុវិទ្យា.

ការចាប់ផ្តើមនៃសហស្សវត្សរ៍ថ្មីត្រូវបានសម្គាល់ដោយការរកឃើញដ៏ធំបំផុតនៅក្នុងវិស័យពន្ធុវិទ្យា - រចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែនរបស់មនុស្សត្រូវបានបកស្រាយ។ ដំណឹង​នេះ​បាន​ក្លាយ​ជា​រឿង​ដ៏​សំខាន់​ដែល​វា​បាន​ក្លាយ​ជា​ប្រធានបទ​នៃ​ការ​ពិភាក្សា​រវាង​ប្រធានាធិបតី​នៃ​ប្រទេស​ឈាន​មុខ​គេ​ក្នុង​ពិភពលោក។ យ៉ាង​ណា​មិញ មនុស្ស​ជា​ច្រើន​មិន​បាន​ចាប់​អារម្មណ៍​ចំពោះ​សារ​នេះ​ទេ។ ដំបូងបង្អស់ នេះគឺដោយសារតែខ្វះការយល់ដឹងអំពីអ្វីទៅជាហ្សែន តើរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាជាអ្វី ហើយការឌិកូដរបស់វាមានន័យដូចម្តេច? តើ​ព័ត៌មាន​នេះ​មាន​ពាក់ព័ន្ធ​នឹង​ថ្នាំ​ទេ ហើយ​វា​អាច​ប៉ះពាល់​ដល់​យើង​ម្នាក់ៗ​ដែរ​ឬ​ទេ? តើថ្នាំម៉ូលេគុលគឺជាអ្វី ហើយការវិវឌ្ឍន៍របស់វាទាក់ទងនឹងការបកស្រាយរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែន? លើសពីនេះ មនុស្សមួយចំនួនមានការភ័យខ្លាច ម្តងទៀតការរកឃើញថ្មីរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រចំពោះមនុស្សជាតិ? តើទិន្នន័យនេះនឹងត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់គោលបំណងយោធាដែរឬទេ? តើនេះនឹងត្រូវបានអនុវត្តតាមការពិនិត្យហ្សែនជាកាតព្វកិច្ចទូទៅ - ប្រភេទនៃលិខិតឆ្លងដែនហ្សែនរបស់ប្រជាជនដែរឬទេ? តើហ្សែនរបស់យើងជាកម្មវត្ថុនៃការវិភាគ ហើយព័ត៌មានដែលទទួលបាននឹងរក្សាការសម្ងាត់យ៉ាងដូចម្តេច? បច្ចុប្បន្នបញ្ហាទាំងអស់នេះកំពុងត្រូវបានពិភាក្សាយ៉ាងសកម្មនៅក្នុងសហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រ។

ជាការពិតណាស់ ហ្សែនមិនបានចាប់ផ្តើមជាមួយមនុស្សទេ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងសត្វមានជីវិតដែលមានការរៀបចំច្រើនជាងនេះ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ លំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃ DNA ហ្សែននៃពពួកអតិសុខុមប្រាណរាប់រយប្រភេទត្រូវបានបកស្រាយ ដែលភាគច្រើនជាធាតុបង្កជំងឺ។ សម្រាប់ prokaryotes ភាពពេញលេញនៃការវិភាគបានប្រែទៅជាដាច់ខាត ពោលគឺមិនមាននុយក្លេអូទីតតែមួយដែលមិនត្រូវបានបកស្រាយទេ! ជាលទ្ធផល មិនត្រឹមតែហ្សែនទាំងអស់នៃអតិសុខុមប្រាណទាំងនេះត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏កំណត់លំដាប់អាស៊ីតអាមីណូនៃប្រូតេអ៊ីនដែលបានអ៊ិនកូដដោយពួកវាផងដែរ។ យើងបានកត់សម្គាល់ម្តងហើយម្តងទៀតថាចំណេះដឹងនៃលំដាប់អាស៊ីតអាមីណូនៃប្រូតេអ៊ីនធ្វើឱ្យវាអាចទស្សន៍ទាយរចនាសម្ព័ន្ធនិងមុខងាររបស់វាបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។ វាបើកលទ្ធភាពនៃការទទួលបានអង្គបដិប្រាណចំពោះប្រូតេអ៊ីនព្យាករណ៍នេះ ភាពឯកោរបស់វាពីអតិសុខុមប្រាណ និងការវិភាគជីវគីមីដោយផ្ទាល់។ ចូរយើងគិតពីអត្ថន័យនៃការបង្កើតវិធីសាស្រ្តថ្មីជាមូលដ្ឋាននៃការប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងការឆ្លងមេរោគ ប្រសិនបើវេជ្ជបណ្ឌិតមិនត្រឹមតែដឹងពីរបៀបដែលហ្សែននៃមីក្រូសរីរាង្គដែលបង្ករោគត្រូវបានរៀបចំនោះទេ ប៉ុន្តែតើរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារនៃប្រូតេអ៊ីនរបស់វាមានអ្វីខ្លះ? មីក្រូជីវវិទ្យាឥឡូវនេះកំពុងមានការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែការលេចចេញនូវចំណេះដឹងថ្មីៗយ៉ាងច្រើន ដែលជាសារៈសំខាន់ដែលយើងមិនទាន់យល់ច្បាស់នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ វាប្រហែលជាត្រូវចំណាយពេលរាប់ទសវត្សរ៍ដើម្បីកែតម្រូវវា។ ព័ត៌មានថ្មី។ដល់តម្រូវការរបស់មនុស្ស ជាចម្បងក្នុងវិស័យវេជ្ជសាស្ត្រ និងកសិកម្ម។

ការផ្លាស់ប្តូរពី prokaryotes ទៅ eukaryotes ក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការឌិកូដរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែននេះត្រូវបានអមដោយការលំបាកយ៉ាងខ្លាំង ហើយមិនត្រឹមតែដោយសារតែប្រវែងនៃ DNA ខ្ពស់គឺរាប់ពាន់ដង ហើយជួនកាលរាប់រយរាប់ពាន់ដងយូរជាងនេះ ប៉ុន្តែរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាកាន់តែស្មុគស្មាញ។ សូមចាំថា DNA ដែលមិនសរសេរកូដមួយចំនួនធំបានលេចឡើងនៅក្នុងហ្សែនរបស់សត្វខ្ពស់ជាង ដែលជាផ្នែកសំខាន់នៃលំដាប់ដដែលៗ។ ពួកគេណែនាំពីភាពច្របូកច្របល់យ៉ាងសំខាន់ចូលទៅក្នុងការចតត្រឹមត្រូវនៃបំណែក DNA ដែលបានឌិគ្រីបរួចហើយ។ ហើយក្រៅពីនេះ ការធ្វើដដែលៗតាមដងខ្លួនវាពិបាកក្នុងការបកស្រាយ។ នៅក្នុងតំបន់នៃការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនៃការធ្វើម្តងទៀតបែបនេះ DNA អាចមានការកំណត់មិនធម្មតាដែលធ្វើឱ្យការវិភាគរបស់វាពិបាក។ ដូច្នេះនៅក្នុងហ្សែនមួយនៃប្រភេទនៃពពួក Worm មីក្រូទស្សន៍ (nematode) - សារពាង្គកាយពហុកោសិកាដំបូងដែលវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់លំដាប់ nucleotide នៃ DNA - កន្លែងមិនច្បាស់លាស់មួយចំនួននៅតែមាន។ ពិតរបស់ពួកគេ។ ទំនាញ​ជាក់លាក់គឺតិចជាងមួយរយភាគរយនៃប្រវែងសរុបនៃ DNA ហើយភាពមិនច្បាស់លាស់ទាំងនេះមិនទាក់ទងនឹងហ្សែន ឬធាតុនិយតកម្មទេ។ លំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃហ្សែន 19,099 ទាំងអស់នៃពពួក Worm នេះដែលត្រូវបានចែកចាយលើផ្ទៃដី 97 លានគូមូលដ្ឋានត្រូវបានកំណត់ទាំងស្រុង។ ដូច្នេះការងារលើការឌិគ្រីបហ្សែន nematode គួរតែត្រូវបានគេទទួលស្គាល់ថាទទួលបានជោគជ័យយ៉ាងខ្លាំង។

សូម្បីតែជោគជ័យធំជាងនេះទៀតសោត គឺជាប់ទាក់ទងនឹងការកាត់ហ្សែនរបស់ Drosophila ដែលតូចជាង DNA មនុស្សតែ 2 ដង និងធំជាង DNA nematode ដល់ទៅ 20 ដង។ ទោះបីជាមានកម្រិតខ្ពស់នៃចំណេះដឹងហ្សែនរបស់ Drosophila ក៏ដោយក៏ប្រហែល 10% នៃហ្សែនរបស់វាមិនទាន់ដឹងនៅឡើយរហូតដល់ពេលនោះ។ ប៉ុន្តែអ្វីដែលចម្លែកបំផុតនោះគឺថា Drosophila ដែលត្រូវបានរៀបចំខ្ពស់ជាង nematode ប្រែទៅជាមានហ្សែនតិចជាងដង្កូវមូលមីក្រូទស្សន៍ទៅទៀត! វាពិបាកក្នុងការពន្យល់ពីមុខតំណែងជីវសាស្ត្រទំនើប។ ហ្សែនច្រើនជាងនៅក្នុង Drosophila ក៏មានវត្តមាននៅក្នុងហ្សែនដែលបានឌិកូដរបស់រុក្ខជាតិពីគ្រួសារ cruciferous - Arabidopsis ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយដោយអ្នកហ្សែនជាវត្ថុពិសោធន៍បុរាណ។

ការអភិវឌ្ឍន៍គម្រោងហ្សែនត្រូវបានអមដោយការអភិវឌ្ឍន៍ដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងលើផ្នែកជាច្រើននៃវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យា។ ដូច្នេះកម្លាំងរុញច្រានដ៏ខ្លាំងក្លាសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍របស់វាបានទទួល ជីវព័ត៌មានវិទ្យា. ឧបករណ៍គណិតវិទ្យាថ្មីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់រក្សាទុក និងដំណើរការព័ត៌មានយ៉ាងច្រើន។ ប្រព័ន្ធ supercomputer ដែលមានថាមពលមិនធ្លាប់មានពីមុនមកត្រូវបានរចនាឡើង; កម្មវិធីរាប់ពាន់ត្រូវបានសរសេរដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មាននាទីដើម្បីធ្វើការវិភាគប្រៀបធៀបនៃបណ្តុំព័ត៌មានផ្សេងៗ បញ្ចូលទៅក្នុងមូលដ្ឋានទិន្នន័យកុំព្យូទ័រប្រចាំថ្ងៃ ទិន្នន័យថ្មីដែលទទួលបាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ផ្សេងៗជុំវិញពិភពលោក និងសម្របព័ត៌មានថ្មីទៅនឹងព័ត៌មានដែលបានប្រមូលផ្តុំ។ មុន។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះដែរ ប្រព័ន្ធត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ភាពឯកោដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃធាតុផ្សេងៗនៃហ្សែន និងការធ្វើលំដាប់ដោយស្វ័យប្រវត្តិ ពោលគឺការកំណត់នៃលំដាប់ DNA nucleotide ។ ផ្អែកលើមូលដ្ឋាននេះ មនុស្សយន្តដ៏មានអានុភាពត្រូវបានគេរចនាឡើង ដែលបង្កើនល្បឿនដំណើរការលំដាប់ និងធ្វើឱ្យវាមានតម្លៃថោក។

ការអភិវឌ្ឍនៃពន្ធុវិទ្យាបាននាំទៅរកការរកឃើញនូវការពិតថ្មីៗមួយចំនួនធំ។ សារៈសំខាន់នៃពួកគេជាច្រើនមិនទាន់ត្រូវបានវាយតម្លៃនាពេលអនាគត។ ប៉ុន្តែសូម្បីតែឥឡូវនេះ វាច្បាស់ណាស់ថាការរកឃើញទាំងនេះនឹងនាំឱ្យមនុស្សជាច្រើនគិតឡើងវិញ ទីតាំងទ្រឹស្តីទាក់ទងនឹងប្រភពដើម និងការវិវត្តនៃទម្រង់ផ្សេងៗនៃជីវិតនៅលើផែនដី។ ពួកគេនឹងជួយអ្នកឱ្យយល់កាន់តែច្បាស់ យន្តការម៉ូលេគុលមូលដ្ឋាននៃការងាររបស់កោសិកាបុគ្គល និងអន្តរកម្មរបស់ពួកគេ; ការបកស្រាយលម្អិតនៃវដ្តជីវគីមីដែលមិនស្គាល់ជាច្រើនរហូតមកដល់ពេលនេះ; ការវិភាគនៃការតភ្ជាប់របស់ពួកគេជាមួយមូលដ្ឋាន ដំណើរការសរីរវិទ្យា. ដូច្នេះ មានការផ្លាស់ប្តូរពីរចនាសម្ព័ន្ធទៅហ្សែនមុខងារ ដែលបង្កើតបានជាតម្រូវការជាមុនសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ។ មូលដ្ឋានម៉ូលេគុលដំណើរការនៃកោសិកា និងសារពាង្គកាយទាំងមូល។ ព័ត៌មានដែលបានប្រមូលរួចហើយនឹងក្លាយជាប្រធានបទនៃការវិភាគក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានទសវត្សរ៍ខាងមុខ។ ប៉ុន្តែជំហានបន្ទាប់នីមួយៗឆ្ពោះទៅរកការបកស្រាយរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែននៃប្រភេទផ្សេងៗគ្នា ផ្តល់នូវបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗដែលជួយសម្រួលដល់ដំណើរការនៃការទទួលបានព័ត៌មាន។ ដូច្នេះ ការប្រើប្រាស់ទិន្នន័យអំពីរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារនៃហ្សែននៃប្រភេទសត្វដែលមានការរៀបចំកម្រិតទាប អាចបង្កើនល្បឿនយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការស្វែងរកហ្សែនជាក់លាក់នៃសត្វដែលខ្ពស់ជាងនេះ។ ហើយសូម្បីតែឥឡូវនេះ វិធីសាស្ត្រវិភាគតាមកុំព្យូទ័រដែលប្រើដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណហ្សែនថ្មី ជារឿយៗជំនួសឲ្យកម្លាំងពលកម្ម វិធីសាស្រ្តម៉ូលេគុលស្វែងរកហ្សែន។

ផលវិបាកដ៏សំខាន់បំផុតនៃការឌិគ្រីបរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែន ប្រភេទជាក់លាក់មួយ។គឺជាលទ្ធភាពនៃការកំណត់អត្តសញ្ញាណហ្សែនទាំងអស់របស់វា ហើយតាមនោះ ការកំណត់ និងកំណត់លក្ខណៈម៉ូលេគុលនៃម៉ូលេគុល RNA ដែលបានចម្លង និងប្រូតេអ៊ីនទាំងអស់របស់វា។ ដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយហ្សែន គំនិតបានកើតមក ប្រតិចារិកដែលបង្រួបបង្រួមបណ្តុំនៃម៉ូលេគុល RNA ដែលបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការចម្លង និង proteomeដែលរួមបញ្ចូលប្រូតេអ៊ីនជាច្រើនដែលត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយហ្សែន។ ដូច្នេះ genomics បង្កើតមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងនៃវិទ្យាសាស្ត្រថ្មី - proteomicsនិង ប្រតិចារិក. Proteomics ដោះស្រាយជាមួយនឹងការសិក្សានៃរចនាសម្ព័ន្ធនិងមុខងារនៃប្រូតេអ៊ីនគ្នា; ការវិភាគ សមាសភាពប្រូតេអ៊ីនកោសិកា; ការប្តេជ្ញាចិត្តនៃមូលដ្ឋានម៉ូលេគុលនៃដំណើរការនៃកោសិកាតែមួយ ដែលជាលទ្ធផលនៃការងារសំរបសំរួលនៃប្រូតេអ៊ីនរាប់រយប្រភេទ និងការសិក្សាអំពីការបង្កើតលក្ខណៈ phenotypic នៃសារពាង្គកាយមួយ ដែលជាលទ្ធផលនៃការងារសម្របសម្រួលរបស់ កោសិការាប់ពាន់លាន។ ដំណើរការជីវសាស្ត្រសំខាន់ៗក៏កើតឡើងនៅកម្រិត RNA ដែរ។ ការវិភាគរបស់ពួកគេគឺជាប្រធានបទនៃ transcriptomics ។

កិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងដ៏អស្ចារ្យបំផុតរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅក្នុងប្រទេសជាច្រើននៃពិភពលោកដែលធ្វើការក្នុងវិស័យពន្ធុវិទ្យាត្រូវបានដឹកនាំដើម្បីដោះស្រាយ គម្រោងអន្តរជាតិ"ហ្សែនមនុស្ស" ។ វឌ្ឍនភាពដ៏សំខាន់នៅក្នុងតំបន់នេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការអនុវត្តគំនិតដែលស្នើឡើងដោយ J.S. Venter ដើម្បីស្វែងរក និងវិភាគលំដាប់ DNA ដែលបានបង្ហាញ ដែលក្រោយមកអាចត្រូវបានប្រើជាប្រភេទនៃ "ស្លាក" ឬសញ្ញាសម្គាល់សម្រាប់ផ្នែកខ្លះនៃហ្សែន។ វិធីសាស្រ្តឯករាជ្យ និងមិនសូវមានផ្លែផ្កាមួយផ្សេងទៀតត្រូវបានយកដោយការងាររបស់ក្រុមដែលដឹកនាំដោយ Fr. ខូលីន។ វាត្រូវបានផ្អែកលើការកំណត់អត្តសញ្ញាណចម្បងនៃហ្សែនសម្រាប់ជំងឺតំណពូជរបស់មនុស្ស។

ការបកស្រាយរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែនរបស់មនុស្សបាននាំឱ្យមានការរកឃើញដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយ។ វាបានប្រែក្លាយថាហ្សែនរបស់មនុស្សមានត្រឹមតែ 32,000 ហ្សែន ដែលតិចជាងចំនួនប្រូតេអ៊ីនច្រើនដង។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ហ្សែនកូដប្រូតេអ៊ីនមានតែ 24,000 ប៉ុណ្ណោះ ហើយផលិតផលនៃហ្សែនដែលនៅសល់គឺម៉ូលេគុល RNA ។ ភាគរយនៃភាពស្រដៀងគ្នានៅក្នុងលំដាប់ DNA nucleotide រវាងបុគ្គលផ្សេងគ្នា ក្រុមជនជាតិ និងពូជសាសន៍គឺ 99.9% ។ ភាពស្រដៀងគ្នានេះគឺជាអ្វីដែលធ្វើឱ្យយើងក្លាយជាមនុស្ស - Homo sapiens! ភាពប្រែប្រួលទាំងអស់របស់យើងនៅកម្រិតនុយក្លេអូទីតសមនឹងតួលេខតិចតួចបំផុត - 0.1% ។ ដូច្នេះ ពន្ធុវិទ្យាមិនទុកកន្លែងសម្រាប់គំនិតនៃឧត្តមភាពជាតិ ឬជាតិសាសន៍ឡើយ។

ប៉ុន្តែមើលគ្នាទៅវិញទៅមក - យើងទាំងអស់គ្នាខុសគ្នា។ ជាតិ ហើយ​រឹតតែ​ពិសេស​ទៀត ភាព​ខុស​គ្នា​នៃ​ជាតិ​សាសន៍​គឺ​កាន់​តែ​គួរ​ឱ្យ​កត់​សម្គាល់។ ដូច្នេះ តើការផ្លាស់ប្តូរចំនួនប៉ុន្មានដែលកំណត់ភាពប្រែប្រួលរបស់មនុស្សមិនមែនគិតជាភាគរយទេ ប៉ុន្តែក្នុងន័យដាច់ខាត? ដើម្បីទទួលបានការប៉ាន់ប្រមាណនេះ អ្នកត្រូវចាំថាតើទំហំនៃហ្សែននេះមានទំហំប៉ុនណា។ ប្រវែងនៃម៉ូលេគុល DNA របស់មនុស្សគឺ 3.2 x 10 9 គូគោល។ 0.1% នៃនេះគឺ 3.2 លាននុយក្លេអូទីត។ ប៉ុន្តែត្រូវចាំថាផ្នែកសរសេរកូដនៃហ្សែនកាន់កាប់តិចជាង 3% នៃប្រវែងសរុបនៃម៉ូលេគុល DNA ហើយការផ្លាស់ប្តូរនៅខាងក្រៅតំបន់នេះ ភាគច្រើនមិនមានឥទ្ធិពលលើការប្រែប្រួល phenotypic ទេ។ ដូច្នេះដើម្បីទទួលបានការប៉ាន់ប្រមាណសំខាន់នៃចំនួននៃការផ្លាស់ប្តូរដែលប៉ះពាល់ដល់ phenotype អ្នកត្រូវយក 3% នៃ nucleotides 3.2 លានដែលនឹងផ្តល់ឱ្យយើងនូវតួលេខនៃលំដាប់នៃ 100,000 ។ ពោលគឺប្រហែល 100,000 ការផ្លាស់ប្តូរបង្កើត phenotypic របស់យើង។ ភាពប្រែប្រួល។ ប្រសិនបើយើងប្រៀបធៀបតួលេខនេះ។ ចំនួនសរុបហ្សែន វាប្រែថាជាមធ្យមមានការផ្លាស់ប្តូរ 3-4 ក្នុងមួយហ្សែន។

តើការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះជាអ្វី? ភាគច្រើនរបស់ពួកគេ (យ៉ាងហោចណាស់ 70%) កំណត់ភាពខុសប្លែកគ្នាដែលមិនទាក់ទងនឹងរោគសាស្ត្របុគ្គលរបស់យើង អ្វីដែលធ្វើឱ្យយើងខុសប្លែកគ្នា ប៉ុន្តែមិនធ្វើឱ្យយើងកាន់តែអាក្រក់នៅក្នុងទំនាក់ទំនងទៅវិញទៅមកនោះទេ។ នេះរួមបញ្ចូលលក្ខណៈពិសេសដូចជាភ្នែក សក់ ពណ៌ស្បែក ប្រភេទរាងកាយ កម្ពស់ ទម្ងន់ ប្រភេទនៃអាកប្បកិរិយា ដែលត្រូវបានកំណត់តាមហ្សែន និងច្រើនទៀតផងដែរ។ ប្រហែល 5% នៃការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងជំងឺ monogenic ។ ប្រហែលមួយភាគបួននៃការផ្លាស់ប្តូរដែលនៅសេសសល់ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ថ្នាក់នៃពហុមុខងារ។ ពួកគេត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងការបង្កើត predisposition តំណពូជទៅនឹង pathology multifactorial រីករាលដាល។ ជាការពិតណាស់ ការប៉ាន់ប្រមាណទាំងនេះគឺមានភាពរដុបបន្តិច ប៉ុន្តែពួកគេធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីវិនិច្ឆ័យរចនាសម្ព័ន្ធនៃភាពប្រែប្រួលនៃតំណពូជរបស់មនុស្ស។



នេះគឺជាផ្នែកទី 1 នៃប្រវត្តិសាស្រ្តនៃហ្សែនដែលហៅថា "គម្រោងហ្សែន" ។ នៅក្នុងផ្នែកនេះ ខ្ញុំនឹងព្យាយាមនិយាយយ៉ាងពេញនិយមអំពីរបៀបដែលវិធីសាស្រ្តដំបូងនៃការអានលំដាប់ហ្សែនបានបង្ហាញខ្លួន អ្វីដែលពួកគេមាន និងរបៀបដែលហ្សែនបានផ្លាស់ប្តូរពីការអានហ្សែនបុគ្គលទៅការអានហ្សែនពេញលេញ រួមទាំងហ្សែនពេញលេញផងដែរ។ មនុស្សជាក់លាក់.

មិនយូរប៉ុន្មានបន្ទាប់ពីការរកឃើញរបស់ Watson និង Crick (រូបភាពទី 1) វិទ្យាសាស្ត្រនៃហ្សែនបានកើតមក។ Genomics គឺជាវិទ្យាសាស្ត្រនៃការសិក្សាអំពីហ្សែននៃសារពាង្គកាយ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការអានយ៉ាងយកចិត្តទុកដាក់នៃលំដាប់ DNA ពេញលេញ (លំដាប់លំដោយ) និងការគូសវាសរបស់វាទៅក្នុងផែនទីហ្សែន។ វិទ្យាសាស្ត្រនេះក៏ពិចារណាផងដែរអំពីអន្តរកម្មរវាងហ្សែន និងអាឡែសនៃហ្សែន និងភាពចម្រុះរបស់វា លំនាំនៃការវិវត្តន៍ និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែន។ ការ​អភិវឌ្ឍ​នៃ​តំបន់​នេះ​មាន​ការ​រីក​ចម្រើន​យ៉ាង​ឆាប់​រហ័ស​ដែល​ថ្មីៗ​នេះ​អ្នក​កែ​អត្ថបទ​ចូលចិត្ត Microsoft Wordមិនស្គាល់ពាក្យ "ហ្សែន" ហើយព្យាយាមកែវាទៅជាពាក្យ "មនុស្សតឿ" ។

អង្ករ។ មួយ។James Watson (ឆ្វេង) និង Francis Crick (ស្តាំ) - អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលរកឃើញ DNA helix ទ្វេ

ការអានហ្សែនដំបូងបំផុតគឺហ្សែនសែលនៃ bacteriophage MS2 ដែលបានសិក្សានៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ Walter Fyers ក្នុងឆ្នាំ 1972 ។ នៅឆ្នាំ 1976 ហ្សែន bacteriophage ផ្សេងទៀតត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរ - ការចម្លងរបស់វាហ្សែនដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការបន្តពូជនៃភាគល្អិតមេរោគ។ ម៉ូលេគុល RNA ខ្លីត្រូវបានអានយ៉ាងងាយស្រួល ប៉ុន្តែម៉ូលេគុល DNA ធំមិនទាន់អាចអានបានត្រឹមត្រូវ។ ជាឧទាហរណ៍ លំដាប់អក្សរ 24 នៃលំដាប់ហ្សែន lactose operon ដែលទទួលបានក្នុងឆ្នាំ 1973 ដោយ Walter Gilbert និង Allen Maxam ត្រូវបានចាត់ទុកថាជារបកគំហើញដ៏សំខាន់នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ។ នេះជាលំដាប់៖

5"—TGGAATTTGAGCGGATAACAATT 3"
3"—ACCTTAACACTCGCCTATTGTTAA 5"

បច្ចេកទេសអាន DNA ដំបូងគឺគ្មានប្រសិទ្ធភាព និងប្រើស្លាកសញ្ញាវិទ្យុសកម្មសម្រាប់ DNA និង វិធីសាស្រ្តគីមីដើម្បីបែងចែករវាងនុយក្លេអូទីត។ ជាឧទាហរណ៍ មនុស្សម្នាក់អាចយកអង់ស៊ីមដែលកាត់លំដាប់នុយក្លេអូទីតជាមួយនឹងប្រូបាបផ្សេងគ្នា អក្សរផ្សេងគ្នា. ម៉ូលេគុល DNA មាន 4 អក្សរ (នុយក្លេអូទីត) A, T, G និង C ដែលជាផ្នែកមួយនៃការប្រឆាំងទ្វេរដង (ខ្សែពីរត្រូវបានដឹកនាំនៅក្នុង ភាគីផ្ទុយ) វង់។ នៅខាងក្នុង helix នេះ nucleotides ទល់មុខគ្នាដោយអនុលោមតាមវិធាននៃការបំពេញបន្ថែម: ទល់មុខ A ក្នុងខ្សែសង្វាក់ផ្សេងទៀតគឺ T ទល់មុខ G គឺ C និងច្រាសមកវិញ។

Gilbert និង Maxam បានប្រើអង់ស៊ីម 4 ប្រភេទ។ កាត់មួយបន្ទាប់ពី A ឬ G ប៉ុន្តែប្រសើរជាងបន្ទាប់ពី A (A> G) ការកាត់ទីពីរប្រសើរជាងបន្ទាប់ពី G (G> A) ទីបីបន្ទាប់ពី C និងទីបួនបន្ទាប់ពី C ឬ T (C + T) ។ ប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបំពង់សាកល្បងចំនួន 4 ជាមួយនឹងប្រភេទនៃអង់ស៊ីមនីមួយៗ ហើយបន្ទាប់មកផលិតផលត្រូវបានដាក់នៅលើជែលមួយ។ DNA គឺជាម៉ូលេគុលដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ ហើយនៅពេលដែលចរន្តត្រូវបានបើក វាដំណើរការពីដកទៅបូក។ ម៉ូលេគុលតូចៗដំណើរការលឿនជាងមុន ដូច្នេះម៉ូលេគុល DNA ដែលត្រូវបានកាត់ជាជួរ។ ក្រឡេកមើលផ្លូវទាំង 4 នៃជែល មនុស្សម្នាក់អាចប្រាប់ពីលំដាប់ណាដែលនុយក្លេអូទីតស្ថិតនៅ។

របកគំហើញនៅក្នុងវិស័យនៃលំដាប់ DNA បានកើតឡើងនៅពេលដែលជីវគីមីវិទូជនជាតិអង់គ្លេស Frederick Sanger ក្នុងឆ្នាំ 1975 បានស្នើនូវអ្វីដែលហៅថា "វិធីសាស្រ្តបញ្ចប់ខ្សែ" សម្រាប់ការអានលំដាប់ DNA ។ ប៉ុន្តែមុននឹងនិយាយអំពីវិធីសាស្ត្រនេះ ចាំបាច់ត្រូវណែនាំពីដំណើរការដែលកើតឡើងកំឡុងពេលសំយោគម៉ូលេគុល DNA ថ្មី។ សម្រាប់ការសំយោគ DNA អង់ស៊ីមមួយត្រូវបានត្រូវការ - DNA-dependent DNA polymerase ដែលអាចបញ្ចប់ការសាងសង់ម៉ូលេគុល DNA ដែលមានខ្សែតែមួយទៅជាខ្សែពីរ។ ដើម្បីធ្វើដូច្នេះ អង់ស៊ីមត្រូវការ "គ្រាប់ពូជ" - primer ដែលជាលំដាប់ DNA ខ្លី ដែលអាចភ្ជាប់ទៅនឹងម៉ូលេគុលដែលមានខ្សែតែមួយវែង ដែលយើងចង់បង្កើតរហូតដល់ខ្សែពីរ។ នុយក្លេអូទីតខ្លួនឯងក៏ត្រូវបានទាមទារក្នុងទម្រង់នៃនុយក្លេអូទីត ទ្រីផូស្វាត និងលក្ខខណ្ឌមួយចំនួន ដូចជាមាតិកាជាក់លាក់នៃអ៊ីយ៉ុងម៉ាញេស្យូមក្នុងកម្រិតមធ្យម និងសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ។ សំយោគ​តែង​តែ​ទៅ​ក្នុង​ទិស​ដៅ​មួយ​ពី​ចុង​គេ​ហៅ​ថា ៥' ទៅ​ចុង​ហៅ​ថា ៣'។ ជាការពិតណាស់ ដើម្បីអាន DNA អ្នកត្រូវការម៉ាទ្រីសច្រើន ពោលគឺច្បាប់ចម្លងនៃ DNA ដែលនឹងត្រូវអាន។

នៅឆ្នាំ 1975 Sanger បានបង្កើតដូចខាងក្រោម។ គាត់បានយកនុយក្លេអូទីតពិសេស (បញ្ចប់) ដែលដោយបានចូលរួមក្នុងខ្សែសង្វាក់ដែលកំពុងលូតលាស់នៃម៉ូលេគុល DNA រំខានដល់ការភ្ជាប់នៃនុយក្លេអូទីតជាបន្តបន្ទាប់ ពោលគឺពួកគេបានបំបែកខ្សែសង្វាក់។ បន្ទាប់មកគាត់បានយកបំពង់សាកល្បងចំនួន 4 ដែលនីមួយៗគាត់បានបន្ថែមនុយក្លេអូទីតទាំង 4 ប្រភេទ និងមួយប្រភេទនៃការបញ្ចប់នុយក្លេអូទីតក្នុងបរិមាណតិចតួច។ ដូច្នេះនៅក្នុងបំពង់សាកល្បងដែលការបញ្ចប់នុយក្លេអូទីត "A" មានទីតាំងនៅ ការសំយោគនៃម៉ូលេគុល DNA ថ្មីនីមួយៗអាចបំបែកនៅកន្លែងណាមួយដែល "A" គួរតែឈរនៅក្នុងបំពង់សាកល្បងដែលមានសញ្ញា "G" - គ្រប់ទីកន្លែង។ G គួរតែឈរ ហើយដូច្នេះនៅលើ។ បន្ថែមទៀត។ 4 ផ្លូវពី 4 បំពង់ត្រូវបានអនុវត្តទៅជែល (រូបភាពទី 2) ហើយម្តងទៀតម៉ូលេគុលខ្លីបំផុត "រត់" ទៅមុខ ហើយវែងបំផុតនៅសល់នៅដើមដំបូង ហើយដោយភាពខុសគ្នានៃក្រុម វាអាចប្រាប់បានថាតើនុយក្លេអូទីតមួយណាដែលធ្វើតាម។ ដើម្បីមើលក្រុម នុយក្លេអូទីតមួយក្នុងចំនោមនុយក្លេអូទីតទាំងបួន (A, T, G, ឬ C) ត្រូវបានដាក់ស្លាក ដោយមិនផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិគីមី ដោយប្រើ អ៊ីសូតូមវិទ្យុសកម្ម.

អង្ករ។ ២វិធីសាស្រ្ត Sanger ។ ស៊េរីបីនៃ 4 បទត្រូវបានបង្ហាញ។

ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តនេះ ហ្សែនដែលមានមូលដ្ឋានលើ DNA ដំបូងត្រូវបានអាន ហ្សែន bacteriophage ϕX174 ប្រវែង 5.386 នុយក្លេអូទីត (ហ្សែន MS2 phage ដែលអានមុននេះគឺផ្អែកលើ RNA និងមានហ្សែន 3.569 nucleotides វែង)។

វិធីសាស្រ្ត Sanger ត្រូវបានកែលម្អយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ Leroy Hood ដែលនៅឆ្នាំ 1985 ស្លាកវិទ្យុសកម្មត្រូវបានជំនួសដោយស្លាកសញ្ញា fluorescent ដែលមានពន្លឺ។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើតលំដាប់ស្វ័យប្រវត្តិដំបូង: ម៉ូលេគុល DNA នីមួយៗឥឡូវនេះមានពណ៌ ពណ៌ផ្សេងគ្នាអាស្រ័យលើអ្វីដែលជាអក្សរចុងក្រោយ (នុយក្លេអូទីតដែលមានស្លាកពណ៌ដែលបញ្ចប់ខ្សែសង្វាក់)។ បំណែកត្រូវបានបំបែកតាមទំហំនៅលើជែល ហើយម៉ាស៊ីននឹងអានវិសាលគមពន្លឺនៃក្រុមដែលចូលមកដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដោយបញ្ចេញលទ្ធផលទៅកុំព្យូទ័រ។ ជាលទ្ធផលនៃនីតិវិធីនេះ ក្រូម៉ាតូក្រាមមួយត្រូវបានទទួល (រូបភាពទី 2) យោងទៅតាមការដែលវាងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតលំដាប់ DNA ដែលមានប្រវែងរហូតដល់ 1000 អក្សរ ជាមួយនឹងចំនួនកំហុសតិចតួចបំផុត។

អង្ករ។ ៣ឧទាហរណ៍នៃក្រូម៉ាតូក្រាម លើឧបករណ៍បន្តទំនើប ដោយប្រើវិធីសាស្ត្របញ្ចប់ខ្សែសង្វាក់ Sanger និងស្លាកដែលមានពន្លឺ។

អស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ វិធីសាស្ត្រ Sanger ដែលត្រូវបានកែលម្អនឹងក្លាយជាវិធីសាស្ត្រសំខាន់នៃការបែងចែកហ្សែនដ៏ធំ ហើយនឹងត្រូវបានប្រើសម្រាប់គម្រោងហ្សែនទាំងមូលជាច្រើន ហើយ Sanger នៅឆ្នាំ 1980 នឹងទទួលបានវិនាទី។ រង្វាន់ណូបែលនៅក្នុងគីមីវិទ្យា (គាត់បានទទួលត្រឡប់មកវិញជាលើកដំបូងនៅក្នុង 1958 សម្រាប់ការអានលំដាប់អាស៊ីតអាមីណូនៃប្រូតេអ៊ីនអាំងស៊ុយលីន - ប្រូតេអ៊ីនដំបូងបានអាន) ។ ហ្សែនពេញលេញដំបូង សារពាង្គកាយកោសិកាបានក្លាយជាហ្សែននៃបាក់តេរីដែលបណ្តាលឱ្យមានទម្រង់មួយចំនួននៃជំងឺរលាកសួត និងរលាកស្រោមខួរ - គ្រុនផ្តាសាយ hemophilusក្នុងឆ្នាំ 1995 ។ ហ្សែននៃបាក់តេរីនេះមានប្រវែង 1,830,137 nucleotides ។ នៅឆ្នាំ 1998 ហ្សែនដំបូងនៃសត្វពហុកោសិកាដែលជាដង្កូវមូលបានលេចឡើង Caenorhabditis elegans(រូបភាពទី 4 នៅខាងស្តាំ) ដែលមាននុយក្លេអូទីតចំនួន 98 លានហើយបន្ទាប់មកនៅឆ្នាំ 2000 ហ្សែនរុក្ខជាតិដំបូងបានលេចឡើង - Arabidopsis thaliana(រូបទី 4 នៅខាងឆ្វេង) សាច់ញាតិរបស់ horseradish និង mustard ។ ហ្សែនរបស់រុក្ខជាតិនេះមានប្រវែង 157 លាននុយក្លេអូទីត។ ល្បឿន និងមាត្រដ្ឋាននៃលំដាប់លំដោយបានកើនឡើងក្នុងអត្រាដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលមួយ ហើយមូលដ្ឋានទិន្នន័យដែលកំពុងលេចចេញនៃលំដាប់នុយក្លេអូទីតត្រូវបានបំពេញបន្ថែមកាន់តែលឿន និងលឿនជាងមុន។

អង្ករ។ បួន Arabidopsis thaliana(ឆ្វេង) និង Caenorhabditis elegans(នៅខាងស្តាំ) ។

ទីបំផុត វាជាវេននៃហ្សែនថនិកសត្វ៖ កណ្តុរ និងហ្សែនមនុស្ស។ នៅពេលដែលនៅឆ្នាំ 1990 លោក James Watson បានដឹកនាំគម្រោងអានហ្សែនរបស់មនុស្សពេញលេញនៅវិទ្យាស្ថានសុខភាពជាតិ (NIH) នៅសហរដ្ឋអាមេរិក អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនមានការសង្ស័យចំពោះគំនិតនេះ។ គម្រោង​បែប​នេះ​តម្រូវ​ឱ្យ​មាន​ការ​វិនិយោគ​យ៉ាង​សន្ធឹក​សន្ធាប់​នៃ​ប្រាក់ និង​ពេល​វេលា និង​បាន​ផ្តល់​ឱ្យ ឱកាសមានកំណត់ម៉ាស៊ីនដែលមានស្រាប់សម្រាប់ការអានហ្សែន វាហាក់ដូចជាមនុស្សជាច្រើនមិនអាចទៅរួចនោះទេ។ ម៉្យាងវិញទៀត គម្រោងនេះបានសន្យាថានឹងផ្លាស់ប្តូរបដិវត្តន៍ក្នុងឱសថ និងការយល់ដឹងអំពីឧបករណ៍។ រាងកាយ​មនុស្សប៉ុន្តែមានបញ្ហានៅទីនេះផងដែរ។ ការពិតគឺថានៅពេលនោះមិនមានការប៉ាន់ប្រមាណពិតប្រាកដនៃចំនួនហ្សែននៅក្នុងមនុស្សម្នាក់នោះទេ។ មនុស្សជាច្រើនជឿថាភាពស្មុគស្មាញនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃរាងកាយរបស់មនុស្សបង្ហាញពីវត្តមានរបស់ហ្សែនរាប់រយរាប់ពាន់ និងប្រហែលជារាប់លាន ហើយដូច្នេះការតម្រៀបហ្សែនមួយចំនួននេះ បើទោះបីជាលំដាប់របស់ពួកគេអាចត្រូវបានអានក៏ដោយ កិច្ចការដែលមិនអាចទៅរួច។ វាស្ថិតនៅក្នុងវត្តមាននៃហ្សែនមួយចំនួនធំ ដែលមនុស្សជាច្រើនបានសន្មត់ថាមានភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងមនុស្ស និងសត្វដទៃទៀត ដែលជាទិដ្ឋភាពដែលត្រូវបានបដិសេធជាបន្តបន្ទាប់ដោយគម្រោងហ្សែនរបស់មនុស្ស។

គំនិតយ៉ាងខ្លាំងនៃការអានហ្សែនរបស់មនុស្សបានកើតនៅឆ្នាំ 1986 នៅឯគំនិតផ្តួចផ្តើមរបស់ក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិកដែលបានផ្តល់មូលនិធិជាបន្តបន្ទាប់ដល់គម្រោងរួមគ្នាជាមួយ NIH ។ ការចំណាយនៃគម្រោងនេះត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានថាមានចំនួន 3 ពាន់លានដុល្លារ ហើយគម្រោងនេះផ្ទាល់ត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់រយៈពេល 15 ឆ្នាំដោយមានការចូលរួមពីប្រទេសមួយចំនួននៅក្នុងគម្រោងនេះ៖ ប្រទេសចិន អាល្លឺម៉ង់ បារាំង ចក្រភពអង់គ្លេស និងប្រទេសជប៉ុន។ ដើម្បីអានហ្សែនរបស់មនុស្ស អ្វីដែលគេហៅថា "ក្រូម៉ូសូមបាក់តេរីសិប្បនិម្មិត" (BAC - ក្រូម៉ូសូមសិប្បនិម្មិតបាក់តេរី) ត្រូវបានគេប្រើ។ នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនេះ ហ្សែនត្រូវបានកាត់ជាបំណែកជាច្រើន ដែលមានប្រវែងប្រហែល 150,000 ពាន់នុយក្លេអូទីត។ បំណែកទាំងនេះត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងក្រូម៉ូសូមចិញ្ចៀនសិប្បនិម្មិតដែលត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងបាក់តេរី។ ដោយមានជំនួយពីបាក់តេរី ក្រូម៉ូសូមទាំងនេះកើនឡើង ហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទទួលបានច្បាប់ចម្លងជាច្រើននៃបំណែកដូចគ្នានៃម៉ូលេគុល DNA ។ បន្ទាប់មកបំណែកនីមួយៗត្រូវបានអានដោយឡែកពីគ្នា ហើយបំណែកដែលបានអាននៃនុយក្លេអូទីតចំនួន 150,000 ត្រូវបានគ្រោងនៅលើផែនទីក្រូម៉ូសូម។ វិធីសាស្រ្តនេះអនុញ្ញាតឱ្យមានលំដាប់លំដោយត្រឹមត្រូវនៃហ្សែន ប៉ុន្តែវាត្រូវការពេលវេលាច្រើន។

ប៉ុន្តែគម្រោងហ្សែនរបស់មនុស្សកំពុងផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង យ៉ាង​យឺត. អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ Craig Venter និងក្រុមហ៊ុនរបស់គាត់ឈ្មោះ Celera Genomics ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1998 បានដើរតួនាទីដូចគ្នានៅក្នុងប្រវត្តិសាស្រ្តនៃ genomics ដូចជា សហភាព​សូវៀតមានឥទ្ធិពលលើការហោះហើររបស់ជនជាតិអាមេរិកទៅកាន់ឋានព្រះច័ន្ទ។ Venter បាននិយាយថាក្រុមហ៊ុនរបស់គាត់នឹងបញ្ចប់គម្រោងហ្សែនរបស់មនុស្សមុនពេលគម្រោងរបស់រដ្ឋាភិបាលត្រូវបានបញ្ចប់។ គម្រោង​នេះ​នឹង​ត្រូវការ​ថវិកា​ត្រឹមតែ ៣០០ លាន​ដុល្លារ​ប៉ុណ្ណោះ ដែលជា​ចំណែក​នៃ​ការចំណាយ​របស់​គម្រោង​របស់​រដ្ឋាភិបាល​ដែល​ប្រើប្រាស់​ បច្ចេកវិទ្យា​ថ្មីតម្រៀប "កាំភ្លើងបាញ់ហ្សែនទាំងមូល" - អានបំណែកខ្លីចៃដន្យនៃហ្សែន។ នៅពេលដែល Francis Collins ដែលបានជំនួសលោក James Watson ជាប្រធានគម្រោងការអានហ្សែនមនុស្សក្នុងឆ្នាំ 1993 បានដឹងពីចេតនារបស់ Venter គាត់មានការភ្ញាក់ផ្អើល។ “ យើងនឹងបង្កើតហ្សែនមនុស្ស ហើយអ្នកអាចបង្កើតកណ្តុរបាន។ Venter បានណែនាំ។ សហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រខ្ញុំរំភើប ហើយមានហេតុផលមួយចំនួនសម្រាប់រឿងនោះ។ ទីមួយ Venter បានសន្យាថានឹងបញ្ចប់គម្រោងរបស់គាត់នៅឆ្នាំ 2001 សម្រាប់រយៈពេល 4 ឆ្នាំ។ មុនម៉ោងគ្រោងសម្រាប់គម្រោងរដ្ឋ។ ទីពីរ Celera Genomics នឹងទាញយកប្រយោជន៍ពីគម្រោងដោយបង្កើតមូលដ្ឋានទិន្នន័យដាច់ខាតដែលនឹងត្រូវបង់ដោយក្រុមហ៊ុនឱសថពាណិជ្ជកម្ម។

ក្នុងឆ្នាំ 2000 Celera បានបង្ហាញប្រសិទ្ធភាពនៃវិធីសាស្ត្របន្តពូជរបស់នាងដោយការបោះពុម្ពហ្សែនរបស់សត្វរុយផ្លែ Drosophila រួមជាមួយនឹងមន្ទីរពិសោធន៍របស់អ្នកឯកទេសហ្សែន Gerald Rubin (មុននេះ កាំភ្លើងបាញ់ហ្សែនទាំងមូលត្រូវបានប្រើដើម្បីអានហ្សែនដំបូងនៃបាក់តេរី ប៉ុន្តែមានមនុស្សតិចណាស់ដែលជឿថា វិធីសាស្រ្តនេះគឺសមរម្យសម្រាប់ហ្សែនធំ) ។ វាគឺជាការទាត់នេះពីក្រុមហ៊ុនពាណិជ្ជកម្មដែលជំរុញការអភិវឌ្ឍន៍នៃការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង និងការប្រើប្រាស់កាន់តែច្រើន វិធីសាស្រ្តទំនើបការអានហ្សែននៅក្នុងគម្រោងហ្សែនមនុស្ស។ ក្នុងឆ្នាំ 2001 កំណែបឋមនៃហ្សែនត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយដោយគម្រោងហ្សែនរបស់រដ្ឋ និង Celera ។ បន្ទាប់មកត្រូវបានធ្វើ ការប៉ាន់ស្មានបឋមចំនួនហ្សែននៅក្នុងហ្សែនរបស់មនុស្ស 30-40 ពាន់។ នៅឆ្នាំ 2004 កំណែចុងក្រោយនៃហ្សែនបានចេញមក ជិតពីរឆ្នាំមុនកាលវិភាគ។ នៅក្នុងអត្ថបទចុងក្រោយវាត្រូវបានគេនិយាយថាចំនួនហ្សែននៅក្នុងមនុស្សម្នាក់ត្រូវបានគេសន្មត់ថាត្រឹមតែ 20-25 ពាន់ប៉ុណ្ណោះ។ ចំនួន​នេះ​គឺ​អាច​ប្រៀប​ធៀប​នឹង​សត្វ​ដទៃ​ទៀត ជាពិសេស​ជាមួយ​ដង្កូវ C.elegans.

ស្ទើរតែគ្មាននរណាម្នាក់ទាយថាចំនួនហ្សែនដែលធានាដល់ការងាររបស់រាងកាយរបស់យើងអាចមានតិចតួចណាស់។ ក្រោយមក ព័ត៌មានលម្អិតផ្សេងទៀតត្រូវបានគេដឹង៖ ហ្សែនរបស់មនុស្សមានប្រវែងប្រហែលបីពាន់លាននុយក្លេអូទីត។ ភាគច្រើនហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយលំដាប់មិនសរសេរកូដ រួមទាំងគ្រប់ប្រភេទនៃការធ្វើឡើងវិញ។ មានតែផ្នែកតូចមួយនៃហ្សែនពិតជាមានហ្សែន - ផ្នែកនៃ DNA ដែលម៉ូលេគុល RNA មុខងារត្រូវបានអាន។ ការពិតគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍នៅពេលដែលចំណេះដឹងអំពីហ្សែនរបស់មនុស្សបានកើនឡើង ចំនួននៃហ្សែន putative បានថយចុះតែប៉ុណ្ណោះ៖ ហ្សែនដែលមានសក្តានុពលជាច្រើនបានប្រែក្លាយទៅជា pseugenes (ហ្សែនមិនដំណើរការ) ក្នុងករណីផ្សេងទៀត ហ្សែនជាច្រើនបានក្លាយជាផ្នែកមួយនៃហ្សែនដូចគ្នា។

អត្រាបន្តបន្ទាប់បានកើនឡើងជាលំដាប់។ ក្នុងឆ្នាំ 2005 ហ្សែន Chimpanzee ត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយ ដែលបញ្ជាក់ពីភាពស្រដៀងគ្នាដ៏អស្ចារ្យរវាងស្វា និងមនុស្ស ដែលត្រូវបានគេមើលឃើញដោយអ្នកសត្វវិទ្យាកាលពីអតីតកាល។ នៅឆ្នាំ 2008 ហ្សែននៃសត្វឆ្អឹងកងចំនួន 32 ត្រូវបានអានយ៉ាងពេញលេញ រួមមាន ឆ្មា ឆ្កែ សេះ ម៉ាកាក ក្រូចត្លុង និងដំរី 3 ហ្សែន deuterostome ឆ្អឹងខ្នង 15 ហ្សែនសត្វល្អិត 7 ហ្សែនដង្កូវ និងរាប់រយហ្សែនបាក់តេរី។

ទីបំផុតនៅឆ្នាំ ២០០៧ មនុស្សជាតិបានឈានទៅដល់លទ្ធភាពនៃការបែងចែកហ្សែនរបស់មនុស្សម្នាក់ៗ។ មនុស្សដំបូងដែលអានពេញលេញ ហ្សែនបុគ្គលគឺ Craig Venter (រូបទី 4) ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះហ្សែនត្រូវបានអានតាមរបៀបដែលវាអាចប្រៀបធៀបក្រូម៉ូសូមរបស់ Venter ដែលបានទទួលមរតកពីឪពុកម្តាយទាំងពីរ។ ដូច្នេះហើយ វាត្រូវបានគេរកឃើញថា រវាងក្រូម៉ូសូមមួយ និងសំណុំមួយផ្សេងទៀតនៅក្នុងមនុស្សម្នាក់ មានភាពខុសគ្នានៃនុយក្លេអូទីតប្រហែលបីលានមួយអក្សរ ដោយមិនរាប់បញ្ចូលចំនួនដ៏ធំនៃតំបន់ផ្សេងៗគ្នាដ៏ធំនោះទេ។ មួយឆ្នាំក្រោយមក ហ្សែន diploid ពេញលេញរបស់ James Watson ត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយ (រូបភាព 5) ។ ហ្សែនរបស់ Watson មានការជំនួសអក្សរតែមួយចំនួន 3.3 លានបើប្រៀបធៀបទៅនឹងហ្សែនរបស់មនុស្សដែលមានការកត់សម្គាល់ដែលក្នុងនោះច្រើនជាង 10,000 បណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរប្រូតេអ៊ីនដែលសរសេរកូដសម្រាប់ហ្សែនរបស់គាត់។ ហ្សែនរបស់ Watson មានតម្លៃ 1 លានដុល្លារ ពោលគឺតម្លៃនៃការអានហ្សែនបានធ្លាក់ចុះជាង 3,000 ដងក្នុងរយៈពេល 10 ឆ្នាំ ប៉ុន្តែនេះមិនមែនជាដែនកំណត់នោះទេ។ សព្វថ្ងៃនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រត្រូវប្រឈមមុខនឹងភារកិច្ចនៃ '1 ហ្សែន - $ 1000 - 1 ថ្ងៃ' ហើយវាហាក់ដូចជាមិនអាចទៅរួចទៀតទេជាមួយនឹងការមកដល់នៃបច្ចេកវិទ្យាលំដាប់ថ្មី។ ផ្នែកបន្ទាប់នៃ "រឿង" នឹងប្រាប់អំពីពួកគេ។

អង្ករ។ 5 James Watson និង Craig Venter គឺជាមនុស្សដំបូងគេដែលបានអានហ្សែននីមួយៗ។

1. Watson J, Crick F: រចនាសម្ព័ន្ធសម្រាប់អាស៊ីត Deoxyribose Nucleic. ធម្មជាតិ 1953(171):737-738។
2. Min Jou W, Haegeman G, Ysebaert M, Fiers W: លំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃការសរសេរកូដហ្សែន សម្រាប់ប្រូតេអ៊ីនថ្នាំកូត bacteriophage MS2 ។ ធម្មជាតិ 1972, 237(5350):82-88។
3. Fiers W, Contreras R, Duerinck F, Haegeman G, Iserentant D, Merregaert J, Min Jou W, Molemans F, Raeymaekers A, Van den Berghe A et al: លំដាប់នុយក្លេអូទីតពេញលេញនៃ bacteriophage MS2 RNA: រចនាសម្ព័ន្ធបឋម និងអនុវិទ្យាល័យនៃការចម្លង ហ្សែន។ ធម្មជាតិ 1976, 260(5551): 500-507។
   
4. Gilbert W, Maxam A: លំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃប្រតិបត្តិករ lac ។ Proc Natl Acad Sci U S A 1973, 70(12):3581-3584។
   
5. Maxam AM, Gilbert W: វិធីសាស្រ្តថ្មីសម្រាប់ការរៀបចំ DNA ។ Proc Natl Acad Sci U S A 1977, 74(2):560-564។
   
6. Sanger F, Nicklen S, Coulson AR: លំដាប់ DNA ជាមួយនឹងថ្នាំទប់ស្កាត់ខ្សែសង្វាក់។ Proc Natl Acad Sci U S A 1977, 74(12):5463-5467។
   
7. Smith LM, Sanders JZ, Kaiser RJ, Hughes P, Dodd C, Connell CR, Heiner C, Kent SB, Hood LE: ការរកឃើញពន្លឺនៅក្នុងការវិភាគលំដាប់ DNA ដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ធម្មជាតិ 1986, 321(6071):674-679។
   
8. Fleischmann RD, Adams MD, White O, Clayton RA, Kirkness EF, Kerlavage AR, Bult CJ, Tomb JF, Dougherty BA, Merrick JM et al: លំដាប់ចៃដន្យនៃហ្សែនទាំងមូល និងការប្រមូលផ្តុំនៃ Haemophilus influenzae Rd ។ វិទ្យាសាស្រ្ត 1995, 269(5223): 496-512។
   
9. លំដាប់ហ្សែននៃ nematode C. elegans: វេទិកាសម្រាប់ការស៊ើបអង្កេតជីវវិទ្យា។ វិទ្យាសាស្រ្ត 1998, 282(5396): 2012-2018។
   
10. ការវិភាគនៃលំដាប់ហ្សែននៃរុក្ខជាតិផ្កា Arabidopsis thaliana ។ Nature 2000, 408(6814):796-815។
    
11. Adams MD, Celniker SE, Holt RA, Evans CA, Gocayne JD, Amanatides PG, Scherer SE, Li PW, Hoskins RA, Galle RF et al: លំដាប់ហ្សែនរបស់ Drosophila melanogaster ។ វិទ្យាសាស្រ្ត 2000, 287(5461): 2185-2195។
    
12. Venter JC, Adams MD, Myers EW, Li PW, Mural RJ, Sutton GG, Smith HO, Yandell M, Evans CA, Holt RA et al: លំដាប់នៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ វិទ្យាសាស្រ្ត 2001, 291(5507): 1304-1351។
    
13. Lander ES, Linton LM, Birren B, Nusbaum C, Zody MC, Baldwin J, Devon K, Dewar K, Doyle M, FitzHugh W et al: លំដាប់ដំបូង និងការវិភាគនៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ Nature 2001, 409(6822):860-921។
    
14. ការបញ្ចប់លំដាប់ euchromatic នៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ Nature 2004, 431(7011):931-945។
    
15. លំដាប់ដំបូងនៃហ្សែនរបស់សត្វស្វា និងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងហ្សែនរបស់មនុស្ស។ ធម្មជាតិ 2005, 437(7055):69-87។
    
16. Levy S, Sutton G, Ng PC, Feuk L, Halpern AL, Walenz BP, Axelrod N, Huang J, Kirkness EF, Denisov G et al: លំដាប់ហ្សែន diploid របស់មនុស្សម្នាក់ៗ។ PLoS Biol 2007, 5(10):e254។
17. Wheeler DA, Srinivasan M, Egholm M, Shen Y, Chen L, McGuire A, He W, Chen YJ, Makhijani V, Roth GT et al: ហ្សែនពេញលេញនៃបុគ្គលដោយការធ្វើលំដាប់ DNA ស្របគ្នាច្រើន។ Nature 2008, 452(7189):872-876។

ផ្នែកទី 2 - នៅទីនេះ