Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Hoe vind je genen op de chromosomen van mensen?

Het vinden van genen op menselijke chromosomen is een complex proces dat verschillende technieken omvat. Hier is een uitsplitsing van de belangrijkste methoden:

1. Genetische mapping:

* Linkage -analyse: Deze klassieke techniek analyseert de overervingspatronen van genetische markers (zoals SNP's of microsatellieten) naast een eigenschap van interesse (zoals een ziekte). Als markeringen en de eigenschap meestal samen worden geërfd, zijn ze waarschijnlijk dicht bij het chromosoom. Deze methode heeft een belangrijke rol gespeeld bij het in kaart brengen van genen voor veel erfelijke ziekten.

* Recombinatiefrequentie: Recombinatie -gebeurtenissen tijdens meiose -uitwisseling genetisch materiaal tussen chromosomen. De frequentie van recombinatie tussen twee markers is evenredig met de afstand tussen hen. Dit helpt om genetische kaarten te creëren die relatieve afstanden tussen genen tonen.

2. Fysieke kaarten:

* chromosomale banding: Chromosomen zijn gekleurd met kleurstoffen om karakteristieke bandpatronen te onthullen. Deze patronen zijn uniek en zorgen voor de identificatie en lokalisatie van specifieke chromosomale regio's.

* Fluorescentie in situ hybridisatie (vis): Fluorescent gemerkt DNA -sondes worden gebruikt om te hybridiseren met specifieke gebieden van chromosomen. De fluorescentiesignalen onthullen de locatie van de beoogde DNA -sequenties.

* Kloon -bibliotheken: DNA -fragmenten die het hele menselijke genoom vertegenwoordigen, worden gekloond en opgeslagen in bibliotheken. Deze bibliotheken kunnen worden gescreend met behulp van sondes voor specifieke genen of DNA -gebieden, waardoor hun fysieke mapping mogelijk is.

3. Sequencing van de volgende generatie (NGS):

* volgorde van hele genoom: NGS maakt het hele menselijke genoom mogelijk en biedt een volledige blauwdruk voor genidentificatie en lokalisatie.

* Exome -sequencing: Dit richt zich op het sequencen van alleen de eiwitcoderende gebieden (exons) van het genoom, die met name relevant zijn voor het identificeren van ziekteverwekkende genen.

* genoombrede associatiestudies (GWAS): Deze benadering analyseert de associatie tussen variaties in DNA -sequentie (SNP's) over het gehele genoom met bepaalde eigenschappen of ziekten. GWAS kan helpen bij het vaststellen van genen die betrokken zijn bij complexe eigenschappen en ziekten.

4. Databases en online bronnen:

* NCBI -gen: Deze database biedt uitgebreide informatie over menselijke genen, inclusief hun chromosomale locatie, sequentie, functie en bijbehorende ziekten.

* UCSC Genome Browser: Met deze interactieve browser kunnen gebruikers het menselijke genoom visualiseren en analyseren, inclusief genannotaties, variaties en andere genomische kenmerken.

5. Computationele benaderingen:

* bioinformatica: Computationele algoritmen en tools worden gebruikt om enorme hoeveelheden genomische gegevens te analyseren, genlocaties te voorspellen en potentiële kandidaatgenen voor ziekten te identificeren.

Belangrijke overwegingen:

* genetische variatie: Mensen hebben een hoge mate van genetische variatie, waardoor het cruciaal is om grote populaties te bestuderen om genlocaties nauwkeurig te bepalen en gemeenschappelijke varianten te identificeren die geassocieerd zijn met eigenschappen of ziekten.

* genregulatie: Gen -locatie is niet de enige factor die genfunctie bepaalt. Regulerende elementen zoals promoters en versterkers spelen een belangrijke rol bij het beheersen van genexpressie.

* epigenetica: Omgevingsfactoren kunnen genexpressie beïnvloeden zonder DNA -sequentie te veranderen. Het begrijpen van deze epigenetische modificaties is cruciaal voor het begrijpen van de genfunctie bij gezondheid en ziekte.

Door deze diverse benaderingen te combineren, verfijnen wetenschappers voortdurend ons begrip van het menselijke genoom, wat leidt tot nieuwe ontdekkingen over genfunctie en hun rol in gezondheid en ziekte.