Studium lidského genomu M. Jurajda

Historie studia DNA 1869 DNA poprvé izolována (Friedrich Miescher) 1919 Phoebus Levene určil složení DNA (báze, cukr, fosfátová skupina) 1928, Frederick Griffith přenesl znak mezi bakteriemi Avery–MacLeod–McCarty experiment (1944) - DNA Hershey-Chase experiment (1953)- přenos genetické informace z bakteriofága do bakterie pomocí DNA James D. Watson and Francis Crick (1953) dvoušroubovice, rentgenová difrakce 1958 semikonzervativní duplikace DNA (Meselson–Stahl experiment)

Historie genetiky Gregor Mendel (1865) 1910 Morgan dědičná informace se přenáší chromozomy, linkage Archibald Garrod "one gene, one enzyme" hypothesis, Inborn Errors of Metabolism (1923) Nirenberg and Leder experiment (1963) genetický kód - triplety 1977 Sanger sekvenování 1983 Kary Banks Mullis PCR

Mendelian Inheritance in Man (MIM) 1966 Victor A. McKusick 1987 Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM)

Human genome project HGP - počátky v polovině 80. let National Human Genome Research Institute při NIH Celera Genomics soukromá společnost (Craig Venter)

Sekvenace DNA Sangerova metoda Primární sekvenace Resequencing

Prvotní sekvenace Při sekvenaci dosud neznámých úseků DNA se uplatňují dva přístupy Primer walking Shotgun sequencing

Shotgun sequencing DNA se rozdělí náhodně na fragmenty, které lze sekvenovat (800bp). Fragmenty se osekvenují a potom se pomocí počítače rekonstruuje původní sekvence. Strand Sequence Original XXXAGCATGCTGCAGTCATGCTTAGGCTAXXXX First shotgun sequence XXXAGCATGCTGCAGTCATGCTXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXTAGGCTAXXXX Second shotgun sequence XXXAGCATGXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXCTGCAGTCATGCTTAGGCTAXXXX Reconstruction

primer walking Dlouhý fragment se sekvenuje jako krátký fragment, čímž získáme sekvenci maximálně prvních 1000bp. Podle zjištěné sekvence navrhneme nový primer a pokračujeme dále. Templát Sekvenované úseky

Technické prostředky Kapilární sekvenátory Superpočítače Softwarové vybavení na „skládání sekvencí“ Nové „high throughput“ techniky

Výsledky 26 června 2000 oznámena znalost hrubé sekvence lidského genomu V dubnu 2003 oznámena kompletní znalost sekvence lidského genomu. (Dva roky před původně plánovaným koncem projektu).

Počet genů v lidském genomu Původní odhady – kolem 40 000 Podle posledních výsledků – kolem 22 000

Další úkoly v sekvenování lidského genomu Popis variability lidského genomu SNP HapMap Human Genome Diversity Project mapuje genetické rozdíly mezi lidskými rasami. Porozumění sekvenci DNA – identifikace genů a regulačních oblastí a objasnění jejich funkce.

Studium genové exprese Semikvantitativní stanovení pomocí arrays následované kvantifikací pomocí real-time PCR technik

Genová exprese Expresní profily tkání během ontogenetického vývoje. Expresní profily zdravých tkání a tkání postižených chorobou (tumory, ischémie, atp.)

Identifikace genových variant podmiňujících multigenní nemoci Asociační studie Whole genome scan