Мобильные, или подвижные генетические элементы
•Мобильные генетические элементы (МГЭ) - отдельные фрагменты ДНК длиной примерно от тысячи до десятков т.п.н., имеющие специальную структурную организацию и способные к перемещениям (транспозициям) из одного участка молекулы ДНК (хромосомы или плазмиды) в другой или в другую молекулу ДНК в той же клетке.
•Перемещения осуществляются либо путем вырезания элемента из одного места и встраивания его в другое, либо путем образования копии подвижного элемента, внедряющейся в новое место.
•Перемещения подвижных элементов - это достаточно редкие события. (у бактерий один акт перемещения примерно на 104 - 106 клеток). Потенциально подвижные элементы стабильно наследуются в ряду поколений, как обычные гены.
•Подвижные элементы, встраиваясь в гены или окрестности генов, вызывают мутации.
•Подвижные элементы обычно рассеяны по геному (диспергированы), но в отдельных участках хромосом они могут концентрироваться.
•МГЭ могут перемещаться также в другие клетки того же или другого организма, Для переноса МГЭ между клетками нужны переносчики, которыми могут быть определенные плазмиды или фаги.
Краткая история геномных исследований
1973 Клонирование генов эукариот в бактериальных плазмидах
1977 Разработка методов секвенирования ДНК
1980 Нобелевская премия по химии, 1980 (У. Гилберт, П. Берг и Ф.Сэнгер).
1984 Начало работ по полному секвенированию генома человека 1989 Научный совет по программе «Геном человека» в России
1993 Первые клинические испытания генной терапии человека в Англии
1995 Секвенирование первого бактериального генома (Haemophilus influenzae)
1996 Секвенирование генома дрожжей
к 2000 Секвенированы геномы более 100 микроорганизмов, нематоды, мыши, рыбы, растения (рис и Arabidopsis), и др.
2000 «Полное» секвенирование генома человека – на самом деле «первая сборка генома человека»
2006 Окончание последнего этапа работы по расшифровке полного генома человека — секвенирование самой большой, первой хромосомы.
Геном собаки, кошки, свиньи, обезьяны и т.д.
Секвенирование генома человека к 2000 г:
публикации в «Science» и «Nature»
|
Международный |
Коммерческая |
|
научный консорциум |
компания |
|
Human Genome Project |
“Celera Genomics” |
исполнители |
16 лабораторий из 6 стран |
TIGR и Celera |
|
|
|
руководитель |
F. Collins |
К. Venter |
|
|
|
метод |
линейное секвенирование |
«беспорядочная |
|
|
стрельба», |
|
|
секвенирование |
|
|
10 млн п.н./cутки |
число доноров |
4 |
1 |
|
|
|
начало работы |
1990 |
1998 |
|
|
|
завершение |
26 июня 2000 г. трансокеанская пресс-конференция |
|
черновой |
Президента США Б. Клинтона и премьер-министра |
|
версии |
Великобритании Т. Блэра: презентация |
|
|
секвенированного генома |
|
|
(«первая сборка генома человека») |
|
доля генома |
около 10% |
около 90% |
|
|
|
Краткая история геномных исследований: расшифровка индивидуальных геномов
Геном, расшифрованный в рамках проекта "Геном человека", не является последовательностью ДНК конкретной личности. Полученная последовательность составлена из расшифрованных отрезков ДНК четырех человек («синтетический мужчина»).
•2007 г - Первый человек, чей индивидуальный диплоидный геном был полностью расшифрован - Крейг Вентер - биолог, основатель корпорации Celera Genomics.
•2007 г - Расшифрован геном Джеймса Уотсона, одного из авторов модели двойной спирали ДНК.
•2008 г - Расшифровка генома первой женщины. Ею стала Марьолейн Крик, клинический генетик Медицинского центра Лейденского университета.
•2010 г – Расшифровка генома русского мужчины выполнена на базе Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».
Финансовые аспекты секвенирования генома человека
•Работы по полному секвенированию генома человека были профинансированы Конгрессом США на сумму 3 млрд. долларов (по доллару на п.н.) и рассчитаны на 15 лет.
•Первый расшифрованный геном человека – геном Крейга Вентера, секвенированный на приборах первого поколения, обошелся его компании «Celera Genomics» примерно в 10 млн долларов.
•2007—2010. Стоимость упала в сто раз — с миллиона долларов до десяти тысяч.
•Технологии секвенирования третьего поколения позволяют секвенировать геном человека в течение нескольких мин. Последние работы по ресеквенированию полных геномов довели стоимость
анализа почти до тысячи долларов США.
Крейг Вентер – ученый и бизнесмен
• Расшифрованы геномы не только самого Вентера, но и его собаки Shadow. Они были первыми!
•Создан частный исследовательский институт, которому присвоено его имя.
•Создана клетка микоплазмы, работающая на искусственно синтезированном геноме. Начало эры создания искусственных организмов - «дизайнерских» бактерий по заказу.
•Недавно Вентер выступил с еще одним фантастическим предложением — искать на Марсе микроорганизмы (найдет ли?), секвенировать их на месте, пересылать по радио на Землю их цифровую копию, а здесь воссоздавать с помощью 3D-биопринтера.