Hvad Har Vi Lært Af Human Genome Project?

{h1}

Human genome project afslørede hvordan de 3,2 milliarder basepar indeholdt i det humane genom er bestilt. Lær mere om human genome project.

-Space kan være den sidste grænse, men menneskelig biologi er det oprindelige ukendte og udfordrer os til at opdage, hvem vi er, og hvor vi kom fra. DNA, livets byggesten indeholder den genetiske kode, der informerer så meget om hvem vi er. Denne kode er skrevet med fire bogstaver, der hver repræsenterer en anden basen. De fire baser er adenin (A), som parrer med thymin (T) og cytosin (C), som par med guanin (G).

Forskere har længe vidst, at disse fire bogstaver giver opskrifterne til proteiner, som udfører en lang række kropsfunktioner. Men der er stadig spørgsmål, der skal besvares, herunder hvordan de 3,2 milliarder basepar indeholdt i det menneskelige genom er bestilt. (Det menneskelige genom er en persons samlede DNA bund delt ujævnt blandt 23 par kromosomer.) Til dette formål Human Genome Project (HGP) blev lanceret i 1990. Nogle af projektets ambitiøse mål var:

  • Sekventering af hele humant genom
  • Identifikation af menneskelige gener
  • Kortlægning af variationer på tværs af menneskelige genomer
  • Sequencinggener fra musen og fire andre "modelorganismer"

[kilde: Genome.gov]

Ledet af National Institutes of Health og US Department of Energy blev projektet afsluttet forud for skemaet i 2003. En "endelig" serie resultater blev offentliggjort i 2006, men data produceret af HGP bliver løbende undersøgt, analyseret og lejlighedsvis revideret. Teoretisk set er de færdige mål færdiggjort. Lad os se på nogle af det, vi lærte.

- Kun nogle få år før HGP-afslutningen erklærede folkelige forudsigelser, at mennesker havde op til 100.000 gener. Men de seneste HGP estimater sænkede dette tal til et mere beskedent område på 20.000 til 25.000 [kilde: Human Genome Project Information]. HGP har desuden bidraget til at indsnævre muligheden for mulige gener og isolere visse kandidater som bidrag til specifikke sygdomme. Forskere har også revurderet tidligere antagelser, såsom ideen om, at gener er selvstændige, diskrete stykker af DNA med bestemte roller. Det er ikke altid tilfældet. Vi ved nu, at nogle multitasking gener laver mere end et protein; Faktisk kan gennemsnitsgenet lave tre proteiner [kilde: Genome.gov]. Også gener synes at gribe genetisk kode fra andre DNA-segmenter.

Før vi ser tæt på arv og gener, lad os stoppe med at overveje, hvad forskere har lært om dyr og andre genomer. Nogle af disse projekter, såsom kortlægning af musegenomet, blev inkluderet i det originale Human Genome Project og kan fortælle os om vores udvikling og DNA.

Animal, cancer og andre genomer

Farverne og tilsvarende tal på musekromosomerne (L) angiver de humane kromosomer (R), der indeholder homologe (lignende) segmenter.

Farverne og tilsvarende tal på musekromosomerne (L) angiver de humane kromosomer (R), der indeholder homologe (lignende) segmenter.

Forskere har kortlagt mange dyregener, blandt dem af sjimpanseen, musen, rotten, frugtflyve, rundorm og pufferfisk. De har også chartret nogle plante- og sygdomsgener. Disse genomiske kort er nyttige delvis fordi beca-brug dyre genomer kan sammenlignes med humane genomer. Tænk på en politisk proceduremæssig tv-show, hvor en gennemskinnelig udskrift, der viser DNA fra en mistænkt, er anbragt op imod DNA-bevisets beviser. Når alt går op, er der en kamp, ​​og politiet har deres morder. På samme måde kan forskere søge efter kampe mellem humant og animalsk DNA. De forventer ikke perfekte kampe, men ved at undersøge, hvor vores genomer går ud, kan forskere se, hvad vi har fælles med dyr, hvad vi ikke gør, og bestemme om fælles forfædre og hvordan vi har udviklet sig. I tilfælde af sygdomme, der rammer dyr, såsom kræft, der hærger den tasmanske djævelpopulation, kan en bedre forståelse af animalsk DNA potentielt føre til vigtige medicinske behandlinger.

-Vi nævnte, at et mål for HGP var at sekvensere genomerne af fem "modelorganismer". Denne sekventering er en vigtig del af et felt kendt som sammenlignende genomik. I sammenlignende genomik kan undersøgelsen af ​​et dyr med et mindre komplekst genom, såsom en mus, give vigtige oplysninger om gener, som mus og mennesker deler, da vi faktisk er genetisk meget ens [kilde: HGP Information]. Ligesom andre former for dyreforsøg kan undersøgelse af genomet af en anden art fortælle os mere om vores egen.

Et af de mest spændende tilfælde af et dyr, hvis genom er blevet kortlagt, er den af ​​platypus. Denne skabning er altid blevet betragtet som en underlig, fordi det er et af de få pattedyr, der lægger æg og sygeplejersker sin unge gennem sin abdominal hud, snarere end med brystvorter. Platypusgenomet, med sine 18.500 gener, er vigtigt, fordi det hælder tilbage til en gammel tid, hvor pattedyr var æglag [kilde: Hood]. Evolution tog sandsynligvis mennesker væk fra de forfædre, vi deler med platypus omkring 170 millioner år siden. I dag har dette evolutionære vidunder karakteristika for pattedyr, fugle og krybdyr [kilde: Hood]. De har også 10 sexkromosomer, sammenlignet med vores uslebne to.

Udenfor det menneskelige genom (og selvfølgelig det af platypus), er måske ingen genetisk kortlægningsprojekt lige så overbevisende, at det fokuserer på at opløse den genetiske kode for forskellige kræftformer. Sekventering af kræftgener giver forskere og læger mulighed for at opdage genmutationer, der bidrager til kræft, hvilket potentielt fører til bedre påvisningsmetoder og behandlinger.

Det første komplette kræftgenom sekventeret var det for akut myeloid leukæmi, en alvorlig form for kræft, der begynder i knoglemarven.Cancer Genome Atlas, en organisation der håber at rækkefølge mange typer kræft, førte kortlægningen ved hjælp af massivt parallel sekventering, som sammenligner normal og kræft DNA og søger mutationer [kilde: Kushnerov].

- Hvis kræftgenomsekvensering viser hypotesen om, at hver forekomst af kræft producerer unikke mutationer hos en bestemt person, kan fremtidige læger muligvis tilpasse behandlinger for hver patient. Med mange behandlinger til rådighed for nogle forhold er det ofte en proces med forsøg og fejl at se, hvad der fungerer bedst for en person over en anden [kilde: Aetna]. I nogle tilfælde kan denne praksis gøre mere skade end god eller frata læger og patienter af værdifuld tid, der er nødvendige for at stoppe sygdommens fremskridt.

Human Genome Project Results

Små variationer i vores DNA-sekvenser kan påvirke ting som om vi udvikler en sygdom. Den enkelt nukleotidpolymorfisme (SNP) er en almindelig type variation.

Små variationer i vores DNA-sekvenser kan påvirke ting som om vi udvikler en sygdom. Den enkelt nukleotidpolymorfisme (SNP) er en almindelig type variation.

-Nu, at Human Genome Project er overstået, er det tid for forskere at undersøge de producerede oplysninger og forfølge relateret forskning. Meget af post-HGP-fokuset er faldet på gener, fremkalde nye diskussioner om hvordan arvelighed virker og forårsager forskere at gå ok på DNA forskelligt, idet man sætter til side det traditionelle fokus på gener som de dominerende aktører inden for DNA. Nogle forskere kigger nu på 99 eller så procenten af ​​DNA, der ikke er gener, undrende om disse tidligere forsømte bit af genomet har vigtige roller at spille.

-HGP og efterfølgende forskningsindsats har ændret konsensusvisningen af ​​gener og ikke-kodende DNA, støbning dem som en del af et stadig mere komplekst billede af gener, DNA og andre komponenter af genomet. For eksempel, epigenetisk mærker, proteinerne og andre molekyler, der er knyttet til DNA, får mere opmærksomhed, især for deres tilsyneladende rolle i arvelighed. Det ser ud til, at disse karakterer også kan videregive egenskaber, ligesom gener, og fejlplacerede eller beskadigede epigenetiske mærker kan øge risikoen for at udvikle kræft og andre lidelser [kilde: Zimmer]. En $ 190 millioner National Institutes of Health undersøgelse håber at kortlægge alle epigenetiske mærker på DNA.

Sammen med at ændre, hvordan vi tænker på gener, skabte Human Genome Project mange andre projekter. For eksempel begyndte International HapMap Project i 2002 at kortlægge SNP'er blandt forskellige etniske grupper. Fra person til person adskiller den genetiske kode sig på omkring 10 millioner point (ud af 3,2 milliarder DNA-basepar) [kilde: Aetna]. Disse forskelle kaldes SNPs -- enkelt nukleotidpolymorfier. Men på trods af disse SNP'er adskiller mennesker kun sig med ca. 0,1 procent, nok til at sikre, at ingen to mennesker er genetisk identiske, selv undertiden, identiske tvillinger. Forståelse af SNP'er kan hjælpe os til bedre at forstå genetisk variation blandt enkeltpersoner og etniske grupper; producere bedre genetisk test for at være udsat for sygdom og bidrage til udviklingen af ​​mere personlige medicinske behandlinger.

Fremtidige projekter og forskningsområder relateret til HGP er tilsyneladende uendelige. Mange millioner af dollars hældes i projekter som Encode, en massivt ambitiøs indsats for at bestemme hver enkelt DNA-rolle i det menneskelige genom. (Encode står for Encyclopedia of DNA Elements.) Men mens informationer fra HGP og relaterede projekter sandsynligvis vil medføre vigtige medicinske fremskridt og sygdomsbehandlinger, er forholdet mellem forskning og praktiske terapier ikke en af ​​de enkle årsager og virkninger. Kun ét nyt stof kan tage 10 års udviklingstid.

I fremtiden skal du kigge efter disse spændende forskningsområder, hvoraf mange skylder en stor gæld til HGP's arbejde:

  • Forbedret genetisk test for at måle prædisponering for sygdom
  • Sporing af gener til sygdomme og fosterskader
  • Oprettelse af tilpassede terapier baseret på genetiske profiler
  • Manipulering eller reparation af DNA for at afværge sygdom
  • RNA's rolle, især den store mængde ikke-kodende RNA

På trods af alle disse spændende opdagelser og dem, der afventer os, kan vi aldrig helt forstå de indre virkninger af DNA. Den hurtigt skiftende definition af genet kan være testamente til det. En forsker fortalte New York Times at menneskelig biologi kunne være "irreducibly complex" [kilde: Angier]. Vi mennesker kan gøre og forstå bemærkelsesværdige ting - lancere rumskibe, opbygge utroligt hurtige computere, skabe flotte kunstværker - men vores 3,2 milliarder stykker DNA kan være for meget for vores sind til fuldt ud at forstå i sidste ende. I løbet af den menneskelige udvikling har det været langt lettere at forstå de ting, vi laver, snarere end hvad der gør os.

-For mere information om Human Genome Project og andre relaterede emner som epigenetik, kan du besøge linkene på næste side.

-


Video Supplement: What is DNA and How Does it Work?.




Forskning


Juni Arctic Ice Melt Sets Records
Juni Arctic Ice Melt Sets Records

Kæmper For At Redde En Truet Fugl - Med Opkast
Kæmper For At Redde En Truet Fugl - Med Opkast

Videnskab Nyheder


Gamle Mennesker Var For Det Meste Retfærdige, Også
Gamle Mennesker Var For Det Meste Retfærdige, Også

Forhistorisk Havmonster Var Næsten Størrelsen Af ​​En Blåhval
Forhistorisk Havmonster Var Næsten Størrelsen Af ​​En Blåhval

Fotograf Captures Sjælden, Hvid Hjorte Mid Sneeze (Fordi Naturen Er Majestætisk)
Fotograf Captures Sjælden, Hvid Hjorte Mid Sneeze (Fordi Naturen Er Majestætisk)

Disse Frivillige Drikker E. Coli-Laced Water Og Fik Diarré, Til Videnskab
Disse Frivillige Drikker E. Coli-Laced Water Og Fik Diarré, Til Videnskab

Hvorfor Verden Vil Ende (Igen) På Fredag
Hvorfor Verden Vil Ende (Igen) På Fredag


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com