Notas Úteis sobre o Projeto Genoma Humano (explicado com diagrama)

Notas Úteis sobre o Projeto Genoma Humano!

O Projeto Genoma Humano é o empreendimento científico mais ambicioso e emocionante do ser humano. O projeto do genoma humano é administrado pelo National Institute of Health e pelo US Deptt. de energia. Nos EUA o trabalho começou neste projeto em 1990 com a determinação de mapear e sequenciar o conjunto completo de cromossomos em 15 anos.

"Adquirir conhecimento completo da organização, estrutura e função do genoma humano - o modelo principal de cada um de nós - é o objetivo geral do Projeto Genoma Humano." Com a meta de três bilhões de pares de bases no genoma humano a ser seqüenciada e em 1990- 100.000 foram analisados.

Muitas seqüências no genoma são altamente repetitivas e não têm função óbvia. Isso é cerca de 50% do DNA total. Como visto acima, não é um trabalho pequeno e trabalhoso e custo sábio frustrante também. É um projeto ambicioso.

Os estudos deste projeto serão realizados em três etapas:

(i) mapeamento

(ii) Sequenciamento

iii) Análise funcional

O mapeamento da genética humana é difícil devido às seguintes razões:

(i) razões éticas

(ii) O comprimento do ciclo de reprodução é de apenas 15 a 16 anos.

(iii) Incapacidade de continuar a reprodução controlada.

Visão regular das estratégias usadas para mapeamento, automação extensiva para sequenciamento e técnicas mais recentes podem ajudar os cientistas a atingir o objetivo.

Donnis Keller et.al. (1987) descreveu o primeiro mapa de RFLP do genoma humano. Identificou locos de RFLP com um espaçamento médio de 10 centimorgans (cM). G. Craig Venter et.al. (1990) em vez de tomar a estratégia do "Projeto Genoma Humano" de sequenciamento de uma base de DNA cromossômico de cada vez, eles isolaram as moléculas de RNAm, copiaram essas moléculas de RNA em tags de seqüência de DNA ou ESTs.

Eles identificaram mais de 8.000 genes no período de 1990-1992. Dr. Venter com seus 70 cientistas no Instituto de Pesquisa Genômica, Gaitherburg, Maryland espera determinar a sequência de 2000-3000 genes humanos por semana.

Os mapas físicos de todos os cromossomos humanos estavam completos em 1994. A EST pode ser usada para isolar o gene inteiro. Com EST, muitos bancos de dados de seqüências de nucleotídeos foram disponibilizados. Facilitou a construção do mapa preliminar transcrito do genoma humano.

ESTs representam apenas genes expressos. ESTs são clones de cDNA. Utilizando bancos de dados de seqüências de nucleotídeos (Gene bank) e bancos de dados de seqüências de proteínas (Protein Information Resource), as ESTs podem ser combinadas com seqüências existentes e genes atribuídos com a ajuda de programas de computador.

O Dr. Venter desenvolveu ainda a "estratégia do tiro ao genoma inteiro", que envolve dividir aleatoriamente o DNA em segmentos e clonar os fragmentos em vetores. As estruturas tridimensionais de menores proteínas do genoma Mycoplasma genitalium e Haemophilus influenzae Rd com funções completamente desconhecidas foram determinadas como parte de um projeto de genômica estrutural.

Este esforço está investigando o uso de informações estruturais na assistência à atribuição funcional de proteínas. Craig Venter formou “O Instituto de Pesquisa em Genômica (TIGR)” em Maryland (EUA). Aqui várias bactérias foram seqüenciadas.

As estruturas das proteínas hipotéticas estão sendo usadas para orientar estudos para conhecer a função da proteína. Com mais de 25 estruturas determinadas por este tempo, os resultados são altamente encorajadores para se conhecer algum nível de compreensão funcional.

A conclusão da sequência do DNA humano em 2003 coincidiu com o 50º aniversário da descrição de Watson e Crick da estrutura do DNA. O Projeto Genoma Humano foi marcado pelo progresso acelerado. O esboço do genoma humano foi concluído em 2000.

Em fevereiro de 2001, "Science and Nature" publicou o esboço preliminar e a análise do genoma humano. Os cientistas geraram primeiro um mapa físico do genoma humano com clones obtidos de cada cromossomo organizado em séries de longos coxins.

Como a maioria dos clones é superior a 100, as técnicas de 0000 pb de comprimento e presentes podem resolver apenas 600 - 750 pb de sequência, cada sequência deve ser sequenciada em fragmentos.

Utilizando a abordagem shot gun seguida de montagem de clones inteiros por identificação computadorizada de sobreposições, o DNA sequenciado foi disponibilizado na cobertura do banco de dados do genoma inteiro. J. Craig Venter (1997), na Celera Corporation, fez uso de uma estratégia diferente chamada sequenciamento de armas de fogo genômico completo, que eliminou a etapa de montar um mapa físico do genoma.

Cientistas sequenciaram fragmentos de DNA ao longo do genoma aleatoriamente. Décadas de idade estima que o humano tem cerca de 100.000 genes dentro de 3, 2 x 10 ⁹ pb. A seqüência do genoma, no entanto, revelou que existem apenas 20.000 a 25.000 genes. Embora os seres humanos tenham evoluído relativamente recentemente, o genoma humano é muito antigo.

Algumas características interessantes do genoma humano são:

(i) Existem mais de 3, 2 bilhões de pares de bases.

(ii) Estima-se que o genoma humano tenha de 20.000 a 25.000 genes e determine as seqüências de 3 bilhões de pares de bases químicas que compõem o DNA humano.

(iii) Dentro da população humana há milhões de diferenças de base única chamadas polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs). Cada humano difere do próximo em cerca de 1 pb em cada 1.000 pb.

(iv) O genoma humano possui áreas ricas em genes separadas por áreas pobres do gene chamadas desertos gênicos.

(v) Cerca de 45% do nosso genoma é composto de transposons.

(vi) Apenas 2% do genoma codifica as proteínas.

(vii) Melhorar ferramentas para análise de dados.

(viii) Uso da tecnologia em questão para setores como indústrias.

(ix) Abordar as questões éticas, legais e sociais (ELSI) que podem aparecer devido ao HGP.

(x) O genoma humano contém 3164, 7 milhões de bases nucleotídicas. O gene humano mais conhecido é a distrofina, que tem 2, 4 milhões de bases, com um gene médio com cerca de 3000 bases. Funções de 50% dos genes descobertos ainda não foram encontradas.

(xi) Cerca de 99, 9 por cento das bases de nucleotídeos são exatamente semelhantes em todos os seres humanos. Anteriormente, o número total de genes estimados era de 80.000 a 1, 40.000, mas agora o número é de 30.000.

(xii) Grande quantidade de genoma humano é constituída de seqüências repetidas.

(xiii) O cromossomo 1 tem o máximo de genes (2968), com o cromossomo Y sendo o mais baixo (231).

Fig. 6.68. Instantâneo do genoma humano

Laboratórios e grupos de pesquisa de muitos países estão envolvidos na pesquisa sobre o genoma humano. Os dados coletados de todas essas fontes devem ser usados ​​e integrados. Dois notáveis ​​colaboradores do Projeto Genoma Humano são o Centro de Estudos Polimorfismo Humaine (CEPH) e Genethon (uma fábrica de genética humana) na França.