<<
>>

О проекте “Геном человека”

  Говоря о биотехнологии, нельзя не упомянуть грандиознейший за всю ее историю проект, объединивший усилия нескольких тысяч ученых из разных стран — расшифровку генома человека. Это был один из самых дорогостоящих научных проектов в истории цивилизации — на него было потрачено более 2,7 миллиардов долларов.

Цель проекта заключалась в создании подробной карты человеческого генома, включающей определение всех его генов, их функций и взаимодействий в норме и при нарушениях, приводящих к болезням. Он длился 12 лет и полностью завершился к 2001 году. Результатом явились почти три миллиарда букв генетического кода человека, приведенные к строгой системе. Был идентифицирован 29 181 ген. Расшифрованный код доступен в сети Интернет.

Что такое карта генома? Грубо говоря, это линейная схема расположения генов в хромосомах с указанием относительных расстояний между ними

Карты генома, подобно географическим, можно строить с различной степенью детализации. Последняя зависит от точности метода анализа. Первые генетические карты давали лишь общее представление о структуре ДНК. В них расстояние между генами — мельчайшими “различимыми на местности объектами” — составляло порядка 7-10 килобаз.

Килобаза (от англ. base - основание) - единица измерения длины молекулы ДНК, равная тысяче пар оснований (нуклеотидов)

Существует всего четыре вида оснований и, соответственно, четыре вида их пар. Как известно из информатики, объект, имеющий 4 состояния, несет в себе 2 бита информации. Значит, 1 байт = 8 битам = 4 парам оснований. Получается, что одна килобаза соответствует 250 байтам, а во всей ДНК человека заключено около 750 Мб информации (что соответствует емкости современного компакт-диска).

В наше время достигнута максимально возможная степень детализации — с точностью до пары нуклеотидов. Современная генетическая карта представляет собой полную последовательность нуклеотидов с указанием, где кончается один ген и начинается следующий.

В основе расшифровки генома лежит сложный процесс, называемый секвенированием (от англ. sequence — последовательность). Он базируется на механизме “разрезания” ДНК посредством рестриктаз. Грубо говоря, сначала ДНК “шинкуется” на кусочки, каждый из них анализируется по отдельности, и затем воссоздается первоначальная структура. Это так называемые методы «первого поколения». Однако в процессе реализации проекта «Геном человека» было разработано множество других, более мощных методов.

Когда в 1988 г. один из первооткрывателей знаменитой двойной спирали ДНК Дж. Уотсон публично заявил, что наука вплотную приблизилась к раскрытию химической основы человеческой ДНК, к его словам отнеслись довольно скептически.

К тому времени уже было известно, что геном человека насчитывает около 3 млрд. пар нуклеотидов, и эта величина казалась необозримо большой, ведь тогда расшифровка одного- единственного гена занимала годы кропотливой работы целой лаборатории, а в среде генетиков, по аналогии с правилом «один ген — один белок», бытовало выражение «один ген — одна карьера». Поэтому сама мысль о возможности получения такого объема информации представлялась совершенно фантастической. Критики Уотсона считали, что решение предложенной им задачи малореально в научном отношении, поскольку для него потребовалось бы как минимум 30-40 тысяч лет.

Но факт остается фактом: стремительное развитие науки и техники позволило расшифровать 99% человеческого генома всего за 12 лет. На рисунке изображен график, иллюстрирующий динамику процесса секвенирования ДНК по годам.

Рис 192. Нарастание числа секвенированных генов человека по годам

Если такие тенденции сохранятся и дальше, то, возможно, через несколько лет родители каждого новорожденного младенца смогут получать его индивидуальный генетический «паспорт» прямо в роддоме.

Одной из причин столь поразительного прогресса науки явилось, в первую очередь, развитие информационных технологий. Специально разработанные программы для анализа распределения нуклеотидов в ДНК позволили достигнуть феноменально быстрой расшифровки большинства «слов» текста нашей «книги жизни».

ГЛАВА 6. Биотехнологии и наномедицина

<< | >>
Источник: Мария Рыбалкина. НАНОТЕХНОЛОГИИдля всех. 2005

Еще по теме О проекте “Геном человека”:

  1. ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНОГО МЕЖДУНАРОДНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТРУДА
  2. Н. А. Лазаревич БИОТЕХНОЛОГИИ в СИСТЕМЕ НРАВСТВЕННО-ЭТИЧЕСКИХ ЦЕННОСТЕЙ
  3. Силы витализма
  4. ПРАМАТЕРЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
  5. К проблеме генезиса сознания Е. А. Стебляк (Омск)
  6. Статьи и книги
  7. С. Г.Кирдина ТЕОРИЯ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ МАТРИЦ (ПРИМЕР РОССИЙСКОГО ИНСТИТУЦИОНАЛИЗМА)
  8. Введение
  9. Глава 23 ГУМАНИТАРНАЯ ГЕОГРАФИЯ И ОБРАЗОВАНИЕ
  10. НАУЧНАЯ И ИННОВАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ -ВАЖНЕЙШИЙ ПРИОРИТЕТ ДЛЯ ЕВРАЗИЙСКОГОНАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТАИМ. Л.Н. ГУМИЛЕВА
  11. ТЕХНОЛОГИЯ
  12. Этические аспекты
  13. О проекте “Геном человека”
  14. Практическое значение результатов проекта “Геном человека”