Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Βασικές δομές DNA
- Χαρτογράφηση σύνδεσης: Κατανόηση της έκφρασης γονιδίων
- Χαρτογράφηση χρωμοσωμάτων: Φυσικοί γενετικοί χάρτες
- Εφαρμογές χαρτών DNA
Σε αυτό το σημείο της ιστορίας, οι βιολόγοι έχουν μια αρκετά ολοκληρωμένη ιδέα για το πώς λειτουργεί το ανθρώπινο σώμα. Μετά από αιώνες έρευνας, καταλαβαίνουν πώς τα ανθρώπινα όργανα συνεργάζονται για να επεξεργάζονται τα τρόφιμα, το νερό και τον αέρα για να κρατήσουν τους οργανισμούς. Οι άνθρωποι γνωρίζουν πώς ένα δίκτυο νεύρων και κυττάρων υποδοχέων τους επιτρέπει να αγγίζουν, να αισθάνονται, να βλέπουν, να δοκιμάζουν και να ακούν. Και ενώ οι νευρολόγοι εξακολουθούν να μελετούν τις λεπτομέρειες, καταλαβαίνουν τι τμήματα του εγκεφάλου ελέγχουν ποιες πτυχές της ζωής και των σωματικών λειτουργιών. Ωστόσο, οι επιστήμονες πρέπει ακόμη να σπάσουν τον κυριολεκτικό κώδικα στο κέντρο του ανθρώπινου σώματος. Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA), ο γενετικός κώδικας που ορίζει αν κάποιος έχει φακίδες ή όχι, το χρώμα και το ουρικό της τρίχας και αν τα αιμοσφαίρια είναι σταθερά, είναι ακόμα γεμάτο μυστήρια. Προκειμένου να επιλυθούν αυτά τα μυστήρια, οι επιστήμονες δημιουργούν χάρτες. Η χαρτογράφηση σύνδεσης και η χαρτογράφηση χρωμοσωμάτων είναι δύο μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την κατανόηση των γονιδίων και των μεθόδων DNA που είναι αρκετά παρόμοιες ώστε να συγχέονται, αλλά είναι κατανοητές με λίγη εξήγηση.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Η χαρτογράφηση σύνδεσης και η χαρτογράφηση χρωμοσωμάτων είναι δύο διαφορετικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται από τους γενετιστές για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί το DNA. Το πρώτο καθορίζει ποια γονίδια οδηγούν σε ποιες φυσικές εκφράσεις σε ένα σώμα οργανισμών, ενώ το τελευταίο καθορίζει τη φυσική θέση ενός δεδομένου γονιδίου σε μια αλυσίδα γονιδίων χρωμοσωμάτων. Και οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την επίτευξη του στόχου της κατανόησης, αλλά λαμβάνουν δύο διαφορετικές προσεγγίσεις.
Βασικές δομές DNA
Πριν μάθει τη διαφορά μεταξύ της χαρτογράφησης χρωμοσωμάτων και της σύνδεσης, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη διαφορά μεταξύ ενός γονιδίου και ενός χρωμοσώματος - και του πώς το DNA σχετίζεται και με τα δύο. Το DNA είναι η χημική βάση της κληρονομικότητας και πώς μεταδίδονται τα γνωρίσματα από τον γονέα στο παιδί. Οι αλυσίδες DNA περιέχονται σε γονίδια, τα οποία γενικά ελέγχουν ολόκληρα τα γνωρίσματα, και τα γονίδια βρίσκονται σε χρωμοσώματα, τα οποία είναι δομές που συνδέονται οπουδήποτε από εκατοντάδες έως χιλιάδες γονίδια μαζί. Τα χρωμοσώματα έρχονται σε 23 ζεύγη και αυτά τα ζευγάρια - που κληρονόμησε από τους γονείς σας - περιέχουν τα μπλουζ που χρησιμοποιούσαν τα κύτταρά σας και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για να σας κάνουν το άτομο που είστε.Τα χρωμοσώματα αποθηκεύονται στον πυρήνα κάθε κυττάρου στο σώμα σας (εκτός από τα κύτταρα του αίματος), και αφήστε το κύτταρο να μάθει πώς να λειτουργήσει ως μέρος σας. Το έργο του Ανθρώπινου Γονιδιώματος, το οποίο ολοκληρώθηκε το 2003, έχει καταρτίσει μια λίστα με όλα τα γονίδια που μπορεί να υπάρχουν στο ανθρώπινο σώμα - αλλά οι ερευνητές εξακολουθούν να έχουν πολλή δουλειά για να καταλάβουν τι κάνει κάθε γονίδιο στο σώμα. Εδώ μπαίνουν οι μέθοδοι χαρτογράφησης.
Χαρτογράφηση σύνδεσης: Κατανόηση της έκφρασης γονιδίων
Η χαρτογράφηση σύνδεσης, που επίσης αναφέρεται ως γενετική χαρτογράφηση, είναι μια μέθοδος χαρτογράφησης γονιδίων οργανισμών για τον προσδιορισμό των φυσικών χαρακτηριστικών κάθε γονιδίου ή ομαδοποίησης γονιδίων στον οργανισμό. Η χαρτογράφηση σύνδεσης χρησιμοποιεί την έννοια του γενετικού δεσμού: Η ιδέα ότι τα γονίδια που βρίσκονται κοντά σε ένα χρωμόσωμα συχνά κληρονομούνται μαζί και ως αποτέλεσμα ελέγχουν το ζευγαρωμένο σύνολο χαρακτηριστικών γνωστών ως φαινότυπο. Η χαρτογράφηση του συνδέσμου βοηθά τους ερευνητές να καταλάβουν πού βρίσκονται τα γονίδια σε σχέση με το ένα το άλλο, αλλά για να κατανοήσουν πού ακριβώς υπάρχουν σε ένα χρωμόσωμα, απαιτείται ένας διαφορετικός τύπος χαρτογράφησης.
Χαρτογράφηση χρωμοσωμάτων: Φυσικοί γενετικοί χάρτες
Η χαρτογράφηση χρωμοσωμάτων, συνήθως αναφέρεται ως φυσική χαρτογράφηση, είναι μια μέθοδος χαρτογράφησης που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του πού υπάρχει ένα δεδομένο γονίδιο σε ένα χρωμόσωμα - και ενώ πληροφορίες από χάρτες συνδέσεων χρησιμοποιούνται συχνά για την καθιέρωση χρωματικών χαρτών, η χαρτογράφηση χρωμοσωμάτων ενδιαφέρεται περισσότερο για τη φυσική τοποθέτηση γονίδια από ό, τι στην έκφραση αυτών των γονιδίων. Υπάρχουν διάφοροι τύποι φυσικών χαρτών στη γενετική. για παράδειγμα, εκτός από την παρακολούθηση όπου εντοπίζονται συγκεκριμένα γονίδια μέσω παραδοσιακών μεθόδων φυσικής χαρτογράφησης, χρησιμοποιείται χαρτογράφηση περιορισμού για τον εντοπισμό όπου γίνονται τομές σε αλυσίδες DNA. Όταν συνδυάζεται με τη χαρτογράφηση των συνδέσεων, η έρευνα σε αυτές τις γραμμές παρέχει μια καλύτερη ιδέα για το ποια τμήματα του γενετικού κώδικα ελέγχουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά - όπως εάν έχετε φακίδες ή όχι ή εάν μπορεί να πάσχετε από δρεπανοκυτταρική αναιμία. Η διαφορά πυρήνα μεταξύ των δύο τύπων χαρτογράφησης είναι ότι η χαρτογράφηση σύνδεσης συνδέει την τοποθέτηση γονιδίων σε σχέση με τα σχετικά γονίδια που σχηματίζουν ένα φαινότυπο, ενώ οι χάρτες χαρτογράφησης χρωμοσωμάτων ξεχωριστά γονίδια σε ένα στατικό χρωμόσωμα.
Εφαρμογές χαρτών DNA
Οι χρήσεις αυτών των μεθόδων χαρτογράφησης γονιδίων ποικίλλουν. Σήμερα, μια κοινή πρακτική εφαρμογή περιλαμβάνει τη χρήση αυτών των χαρτών σε φυτά πολλαπλών φυλών για την παραγωγή υψηλότερων ποσοτήτων καλλιεργειών ή περισσότερων οπτικά ευχάριστων λουλουδιών, πράγμα που μπορεί να τους κάνει να φαίνονται λιγότερο χρήσιμοι σε μεγάλη κλίμακα. Ωστόσο, σε συνδυασμό με εργαλεία όπως το CRISPR-Cas9, αυτές οι μέθοδοι χαρτογράφησης γονιδίων μπορούν τελικά να επιτρέψουν στους ερευνητές να λύσουν ιατρικά προβλήματα που προκύπτουν από μεταλλάξεις DNA. Με την κατανόηση του πού βρίσκονται τα γονίδια σε ένα χρωμόσωμα και του τρόπου με τον οποίο εκδηλώνονται σε έναν οργανισμό, οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να ασκήσουν πιο άμεσο έλεγχο στο DNA, που είναι μια ικανότητα που θα μπορούσε να είναι επαναστατική.