Skip to main content
Global

17.3B: שימוש ברצפי גנום שלם של אורגניזמים מודלים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209654

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    רצף גנומים של אורגניזמים מודלים מאפשר למדענים לחקור חלבונים הומולוגיים באיקריוטים מורכבים יותר, כגון בני אדם.

    מטרות למידה
    • תאר את אורגניזמים המודל המשמשים ברצף גנום שלם

    נקודות מפתח

    • הגנום הראשון שרצף לחלוטין היה הנגיף החיידקי, בקטריופאג fx174, שהוא 5368 זוגות בסיסים.
    • מדענים משתמשים ברצף גנום מאורגניזמים מודלים כדי לחקור חלבונים הומולוגיים ולבסס קשרים אבולוציוניים.
    • ביאור הגנום הוא תהליך של הצמדת מידע ביולוגי לרצפי גנים שזוהו באמצעות רצף גנום שלם.
    • אורגניזמים מודליים כוללים את זבוב הפירות (תסיסנית מלנוגסטר), שמרי מבשלות בירה (Saccharomyces cerevisiae), הנמטודה, Caenorhabditis elegans והעכבר (Mus musculus).

    מונחי מפתח

    • ביאור הגנום: תהליך הצמדת מידע ביולוגי לרצפי גנים.
    • אורגניזם מודל: כל אורגניזם (למשל זבוב הפירות) שנחקר בהרחבה כדוגמה לרבים אחרים וממנו ניתן לקבוע עקרונות כלליים

    שימוש ברצפי גנום שלם של אורגניזמים מודלים

    הגנום הראשון שרצף לחלוטין היה של וירוס חיידקי, הבקטריופאג fx174 (5368 זוגות בסיסים). זה הושג על ידי פרד סנגר באמצעות רצף רובה ציד. מאוחר יותר רצפו מספר גנומים אברון וויראליים אחרים. האורגניזם הראשון שהגנום שלו היה רצף היה החיידק Haemophilus influenzae, שהושג על ידי קרייג ונטר בשנות השמונים. כ 74 מעבדות שונות שיתפו פעולה על רצף הגנום של השמרים Saccharomyces cerevisiae, שהחל בשנת 1989 והושלם בשנת 1996. זה לקח כל כך הרבה זמן כי הוא היה גדול פי 60 מכל גנום אחר שרצף בשלב זה. עד 1997, רצפי הגנום של שני אורגניזמים מודלים חשובים היו זמינים: החיידק Escherichia coli K12 והשמרים Saccharomyces cerevisiae. גנומים של אורגניזמים מודלים אחרים, כגון העכבר Mus musculus, זבוב הפירות תסיסנית מלנוגסטר, הנמטודה Caenorhabditis elegans והומו ספיינס האנושי ידועים כיום. מחקר בסיסי רב מתבצע באמצעות אורגניזמים מודליים מכיוון שניתן ליישם את המידע על התהליכים הביולוגיים של אורגניזמים דומים גנטית. רצף גנומים שלמים מסייע למאמצי המחקר הללו.

    תהליך הצמדת המידע הביולוגי לרצפי גנים נקרא ביאור גנום. ביאור מסייע לחוקרים לבצע ניסויים בסיסיים בביולוגיה מולקולרית, כגון עיצוב פריימרים PCR ומטרות RNA.

    רצף הגנום מאפשר למדענים לזהות חלבונים הומולוגיים ולבסס קשרים אבולוציוניים. יתר על כן, אם חלבון שהתגלה לאחרונה הוא הומולוגי לחלבון ידוע, באמצעות הומולוגיה, מדענים יכולים לנחש מושכל כיצד החלבון החדש מתפקד.

    אוקריוטים הם אורגניזמים המכילים תאים הסוגרים אברונים מורכבים בתוך קרום תא מוגדר היטב. המאפיין המגדיר שמייחד את האאוקריוטים והפרוקריוטים הוא הגרעין של האוקריוטים, או המעטפת הגרעינית, שבה המידע הגנטי של האורגניזם כלול. הגנום האוקריוטי הראשון שרצף היה זה של S. cerevisiae, שהם השמרים המשמשים באפייה ובבישול. זהו אורגניזם המודל האוקריוטי הנחקר ביותר בביולוגיה מולקולרית ותאית, בדומה לתפקידו של אי - קולי בחקר אורגניזמים פרוקריוטיים. מחקר על חלבונים רבים החשובים לבני אדם נעשה על ידי בחינת ההומולוגים שלהם בשמרים. לדוגמה, חלבוני איתות ואנזימים לעיבוד חלבון התגלו בעזרת גנום השמרים.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): S. cerevisiae: אורגניזם מודל לאיקריוטים: Saccharomyces cerevisiae, שמרים, משמש כאורגניזם מודל לחקר חלבוני איתות ואנזימים לעיבוד חלבון שיש להם הומולוגים בבני אדם.