Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

17.3B: Використання цільногеномних послідовностей модельних організмів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4763

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Секвенування геномів модельних організмів дозволяє вченим вивчати гомологічні білки у більш складних еукаріотів, таких як людина.

    Цілі навчання
    • Охарактеризуйте модельні організми, що використовуються в секвенуванні цілого генома

    Ключові моменти

    • Першим геном, який був повністю секвенований, був бактеріальний вірус, бактеріофаг fx174, який становить 5368 пар основ.
    • Вчені використовують секвенування генома з модельних організмів для вивчення гомологічних білків та встановлення еволюційних зв'язків.
    • Анотація генома - це процес приєднання біологічної інформації до послідовностей генів, ідентифікованих за допомогою секвенування цілого генома.
    • Моделі організмів включають дрозофілу (Drosophila melanogaster), пивні дріжджі (Saccharomyces cerevisiae), нематоду, Caenorhabditis elegans та миша (Mus musculus).

    Ключові умови

    • анотація геному: процес приєднання біологічної інформації до послідовностей генів.
    • модельний організм: будь-який організм (наприклад, дрозофіла), який був широко вивчений як приклад багатьох інших і на основі якого можуть бути встановлені загальні принципи

    Використання цільногеномних послідовностей модельних організмів

    Перший геном, який був повністю секвенований, був бактеріальний вірус, бактеріофаг fx174 (5368 пар основ). Це було досягнуто Фредом Сангером за допомогою секвенування дробовика. Пізніше були секвеновані кілька інших органел та вірусних геномів. Першим організмом, геном якого був секвенований, була бактерія Haemophilus influenzae, яка була здійснена Крейгом Вентером у 1980-х роках. Приблизно 74 різні лабораторії співпрацювали над секвенуванням генома дріжджів Saccharomyces cerevisiae, яка почалася в 1989 році і була завершена в 1996 році. Це зайняло стільки часу, оскільки він був у 60 разів більше, ніж будь-який інший геном, який був секвенований на той момент. До 1997 року були доступні послідовності геному двох важливих модельних організмів: бактерії Escherichia coli K12 та дріжджів Saccharomyces cerevisiae. Зараз відомі геноми інших модельних організмів, таких як миша Mus musculus, плодова муха Drosophila melanogaster, нематода Caenorhabditis elegans та людський Homo sapiens. Багато фундаментальних досліджень проводиться з використанням модельних організмів, оскільки інформація може бути застосована до біологічних процесів генетично схожих організмів. Наявність секвенованих цілих геномів допомагає цим дослідницьким зусиллям.

    Процес приєднання біологічної інформації до послідовностей генів називається анотацією генома. Анотація допомагає дослідникам проводити основні експерименти з молекулярної біології, такі як проектування праймерів ПЛР та мішеней РНК.

    Секвенування геномів дозволяє вченим виявити гомологічні білки і встановити еволюційні зв'язки. Крім того, якщо нещодавно відкритий білок гомологічний відомому білку, за допомогою гомології вчені можуть зробити освічену здогадку про те, як функціонує новий білок.

    Еукаріоти - це організми, що містять клітини, які укладають складні органели всередині чітко визначеної клітинної мембрани. Визначальною характеристикою, яка відрізняє еукаріоти та прокаріоти, є ядро еукаріотів або ядерна оболонка, в якій міститься генетична інформація організму. Першим еукаріотичним геном, який був секвенований, був S. cerevisiae, який є дріжджами, що використовуються у випічці та пивоварінні. Це найбільш вивчена еукаріотична модель організму в молекулярній та клітинній біології, подібна до ролі кишкової палички у вивченні прокаріотичних організмів. Дослідження багатьох білків, які важливі для людини, проводяться шляхом вивчення їх гомологів в дріжджах. Наприклад, сигнальні білки і ферменти переробки білка були виявлені за допомогою генома дріжджів.

    зображення
    Рисунок\(\PageIndex{1}\): S. cerevisiae: Модельний організм для еукаріотів: Saccharomyces cerevisiae, дріжджі, використовуються як модельний організм для вивчення сигнальних білків та ферментів переробки білків, які мають гомологи у людини.