Геномика: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
 
(не показано 39 промежуточных версий 26 участников)
Строка 1: Строка 1:
'''Гено́мика''' — раздел молекулярной [[Генетика|генетики]], посвящённый изучению [[геном]]а и [[ген]]ов живых организмов.
'''Гено́мика''' — раздел молекулярной [[Генетика|генетики]], посвящённый изучению [[геном]]а и [[ген]]ов живых организмов, всей совокупности генов организма или значительной их части. «Для геномики характерно использование [[Большие данные|очень больших объёмов данных]]».<ref>[https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/237 Геномика] {{Wayback|url=https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/237|date=20211224141006}}. [[Васильев, Геннадий Владимирович|Г. В. Васильев]]. [[Вавиловский журнал генетики и селекции]]. 2014</ref>


== История ==
== История ==
Геномика сформировалась как особое направление в 1980—1990-х гг. вместе с возникновением первых проектов по [[Секвенирование|секвенированию]] геномов некоторых видов живых организмов. Первым был полностью секвенирован геном [[бактериофаг]]а Φ-X174; (5 368 [[нуклеотид]]ов) в [[1977 год]]у. Следующим этапным событием было секвенирование генома [[Бактерия|бактерии]] ''Haemophilus influenzae'' (1.8 [[Мегабаза|Mb]]) (1995). После этого были полностью секвенированы геномы ещё нескольких видов, включая геном человека ([[2001 год]] — первый черновой вариант, [[2003 год]] — завершение проекта). Её развитие стало возможно не только благодаря совершенствованию биохимических методик, но и благодаря появлению более мощной вычислительной техники, которая позволила работать с огромными массивами данных. Протяженность геномов у живых организмов подчас измеряется миллиардами пар [[Азотистые основания|оснований]]. Например, объём генома человека составляет порядка 3 млрд пар оснований. Самый крупный из известных (на начало [[2010 год]]а) геномов принадлежит одному из видов двоякодышаших рыб (примерно 110 млрд пар).
Геномика сформировалась как особое направление в 1980—1990-х годах вместе с возникновением первых проектов по [[Секвенирование|секвенированию]] геномов некоторых видов живых организмов. Первым был полностью секвенирован геном [[бактериофаг]]а Φ-X179; (5368 [[нуклеотид]]ов) в [[1977 год]]у. Следующим этапным событием было секвенирование генома [[Бактерия|бактерии]] ''Haemophilus influenzae'' (1,8 [[Мегабаза|Mб]]; 1995 год). После этого были полностью секвенированы геномы ещё нескольких видов, включая геном человека ([[2001 год]] — первый черновой вариант, [[2003 год]] — завершение проекта). Её развитие стало возможно не только благодаря совершенствованию биохимических методик, но и благодаря появлению более мощной вычислительной техники, которая позволила работать с огромными массивами данных. Протяженность геномов у живых организмов подчас измеряется миллиардами пар [[Азотистые основания|оснований]]. Например, объём генома человека составляет порядка 3 млрд пар оснований. Самый крупный из известных (на начало [[2010 год]]а) геномов принадлежит одному из видов двоякодышащих рыб (примерно 110 млрд пар).


== Разделы геномики ==
== Разделы геномики ==
Строка 9: Строка 9:
{{main|Структурная геномика}}
{{main|Структурная геномика}}


Структурная геномика — содержание и организация геномной информации. Имеет целью изучение генов с известной структурой для понимания их функции, а также определение пространственного строения максимального числа «ключевых» белковых молекул и его влияния на взаимодействия<ref>{{cite web
Структурная геномика — содержание и организация геномной информации. Имеет целью изучение генов с известной структурой для понимания их функции, а также определение пространственного строения максимального числа «ключевых» белковых молекул и его влияния на взаимодействия<ref>{{cite web| author =Чугунов Антон| authorlink =| datepublished =2009-03-14| url =http://biomolecula.ru/print.php?id=498| title =Ловля бабочек, или чем структурная геномика поможет биологии| format =| work =| publisher =Биомолекула.ру| accessdate =2010-01-22| lang =ru| description =| archiveurl =https://archive.today/20130417050015/http://biomolecula.ru/print.php?id=498| archivedate =2013-04-17| deadlink =yes}}</ref><ref>{{статья
⚫
|автор = Ясный И.Е., Цыбина Т.А., Шамшурин Д.В., Колосов П.М.
| author = Чугунов Антон
⚫
|заглавие = Структурная геномика и медицина
| authorlink =
⚫
|оригинал =
| datepublished = 14.03.2009
| url = http://biomolecula.ru/print.php?id=498
|ссылка = http://www.medlit.ru/medrus/mm/mm090615.htm
⚫
|издание = Молекулярная медицина
| title = Ловля бабочек, или чем структурная геномика поможет биологии
| format =
|тип =
| work =
|место =
⚫
|год = 2009
| publisher = Биомолекула.ру
| accessdate = 2010-01-22
|том =
| lang = ru
|номер = 6
⚫
|страницы = 15—20
| description =
| archiveurl = http://www.webcitation.org/65NoOsUP5
|archiveurl = https://web.archive.org/web/20120321181559/http://www.medlit.ru/medrus/mm/mm090615.htm
| archivedate = 2012-02-12
|archivedate = 2012-03-21
}}
}}</ref>.
</ref><ref>
{{статья
⚫
|автор = Ясный И.Е., Цыбина Т.А., Шамшурин Д.В., Колосов П.М.
⚫
|заглавие = Структурная геномика и медицина
⚫
|оригинал =
|ссылка = http://www.medlit.ru/medrus/mm/mm090615.htm
⚫
|издание = Молекулярная медицина
|тип =
|место =
⚫
|год = 2009
|том =
|номер = 6
⚫
|страницы = 15—20}}
</ref>.


=== Функциональная геномика ===
=== Функциональная геномика ===
Функциональная геномика — реализация информации, записанной в геноме, от гена — к признаку.
Функциональная геномика — реализация генетической информации, записанной в геноме, т. е.от гена — к признаку.


=== Сравнительная геномика ===
=== Сравнительная геномика ===
Сравнительная геномика (эволюционная) — сравнительные исследования содержания и организации геномов разных организмов.
Сравнительная геномика (эволюционная) — сравнительные исследования содержания и организации геномов разных организмов.


Получение полных последовательностей геномов позволило пролить свет на степень различий между геномами разных живых организмов. Ниже в таблице представлены предварительные данные о сходстве геномов разных организмов с геномом человека. Сходство дано в процентах (отражает долю пар [[Азотистые основания|оснований]], идентичных у двух сравниваемых видов).
Получение полных последовательностей геномов позволило пролить свет на степень родства и различий между геномами разных живых организмов. Ниже в таблице представлены предварительные данные о сходстве геномов разных организмов с геномом человека. Сходство дано в процентах (отражает долю пар [[Азотистые основания|оснований]], идентичных у двух сравниваемых видов).


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
! Вид !! Сходство !! Примечания и источники<ref>Эти данные были найдены в различных вторичных источниках, и, скорее всего, они были получены разными методами (такими, как [[гибридизация ДНК]] или [[выравнивание последовательностей]]). Следует отметить, что разные методы могут давать различные результаты, даже будучи примененными к одной и той же паре сравниваемых видов, поэтому все цифры, приведённые в данной таблице, следует рассматривать как весьма приблизительные.</ref>
! Вид !! Сходство !! Примечания и источники<ref>Эти данные были найдены в различных вторичных источниках, и, скорее всего, они были получены разными методами (такими, как [[гибридизация ДНК]] или [[выравнивание последовательностей]]). Следует отметить, что разные методы могут давать различные результаты, даже будучи примененными к одной и той же паре сравниваемых видов, поэтому все цифры, приведённые в данной таблице, следует рассматривать как весьма приблизительные.</ref>
|-
|-
|rowspan="2"|[[Человек]]||99,9 %||[[Проект «Геном человека»|Human Genome Project]]
|rowspan="2"|[[Человек]]||99,9 %||[[Проект «Геном человека»|Human Genome Project]]
|-
|-
| 100 %||Однояйцевые близнецы
| 100 %||Однояйцевые [[близнецы]]
|-
|-
|-
|-
|rowspan="2"|[[Шимпанзе]]||98,4 %||[[Americans for Medical Progress]]; Jon Entine в San Francisco Examiner
|rowspan="2"|[[Шимпанзе]]||98,4 %||[[Americans for Medical Progress]]; Jon Entine в San Francisco Examiner
|-
|-
| 98,7 %||Richard Mural из [[Celera Genomics]], цитируется в [[MSNBC]]
| 98,7 %||Richard Mural из [[Celera Genomics]], цитируется в [[MSNBC]]
|-
|-
|[[Бонобо]], или карликовый шимпанзе || ||То же, что и для шимпанзе.
|[[Бонобо]], или карликовый шимпанзе || ||То же, что и для шимпанзе
|-
|-
|[[Горилла]] ||98,38 %||Основано на изучении интергенной неповторяющейся ДНК (American Journal of Human Genetics, февраль 2001, 682, стр. 444—456)
|[[Горилла]] ||98,38 %||Основано на изучении интергенной неповторяющейся ДНК (American Journal of Human Genetics, февраль 2001, 682, с. 444—456)
|-
|-
|rowspan="2"|[[Mus musculus|Мышь]] ||98 %||Americans for Medical Progress
|rowspan="2"|[[Mus musculus|Мышь]] ||98 %||Americans for Medical Progress
|- valign="top"
|- valign="top"
| 85 %||при сравнении кодирующих последовательностей, [[NHGRI]]
| 85 %||при сравнении всех последовательностей, кодирующих белки, [[NHGRI]]
|-
|-
|[[Собака]] ||95 %||Jon Entine в [[San Francisco Examiner]]
|[[Собака]] ||95 %||Jon Entine в [[San Francisco Examiner]]
|-
|-
|''[[C. elegans]]'' ||74 %||Jon Entine в San Francisco Examiner
|''[[C. elegans]]'' ||74 %||Jon Entine в San Francisco Examiner
|-
|-
|[[Банан]] ||50 %||Americans for Medical Progress
|[[Банан]] ||50 %||Americans for Medical Progress
|-
|-
|[[Нарцисс (цветок)|Нарцисс]] ||35 %||Steven Rose в [[The Guardian]] от 22 января [[2004]]
|[[Нарцисс (цветок)|Нарцисс]] ||35 %||Steven Rose в [[The Guardian]] от 22 января [[2004]]
|}
|}


=== Музеогеномика ===
⚫
== Примеры применения геномики в медицине ==
Музеогеномика — отрасль науки, занимающаяся расшифровкой генетической информации останков биологических объектов, хранящихся
в зоологических, биологических, палеонтологических музеях<ref>''Александр Волков'' Музеогеномика - новая научная ниша // [[Знание-сила]]. — 2015. — № 11. — С. 5—14</ref>. Является важным направлением исследований в [[палеонтология|палеонтологии]], палеоботанике, палеоантропологии, археологии. Музеогеномика позволяет выяснить, от каких животных и когда вирусы перешли к человеку, проанализировать степень родства различных видов беспозвоночных, как менялся геном живых организмов со временем, проследить влияние загрязнения окружающей среды.


== Когнитивная геномика ==
⚫
В больнице Висконсина ребёнок в возрасте трёх лет долгое время ставил врачей в тупик, его кишечник отёк и был полностью пронизан абсцессами. К своим трем годам этот ребёнок пережил более ста отдельных хирургических операций. Для него был заказан полный сиквенс кодирующих участков его ДНК, по результатам с помощью подручных средств был выявлен виновник заболевания – белок XIAP, участвующий в сигнальных цепях запрограммированной клеточной смерти. При нормальной работе он играет очень важную роль в иммунной системы. На основе такого диагноза физиологами была рекомендована трансплантация костного мозга в июне 2010. К середине июня ребёнок уже смог впервые в своей жизни поесть.{{Нет АИ|18|1|2013}}
{{Main|Когнитивная геномика}}
{{План|дата=2019-12-18}}


⚫
== Примеры применения геномики в медицине ==
⚫
Другой случай связан был с нетипичным раковым заболеванием у 39-ти летней женщины, страдающей острой формой промиелоцитарной лейкемии. При стандартных методах диагностики, однако, заболевание не было выявлено. А вот при расшифровке и анализе генома раковых клеток выяснилось, что крупный участок 15-ой хромосомы переместился на 17-ю, что вызвало определённое генное взаимодействие. В результате женщина получила необходимое ей лечение.{{Нет АИ|18|1|2013}}


⚫
В больнице Висконсина ребёнок в возрасте трёх лет долгое время ставил врачей в тупик, его кишечник отёк и был полностью пронизан абсцессами. К своим трём годам этот ребёнок пережил более ста отдельных хирургических операций. Для него был заказан полный сиквенс кодирующих участков его ДНК, по результатам с помощью подручных средств был выявлен виновник заболевания — белок XIAP, участвующий в сигнальных цепях запрограммированной клеточной смерти. При нормальной работе он играет очень важную роль в иммунном ответе. На основе такого диагноза физиологами была рекомендована трансплантация костного мозга в июне 2010 года. К середине июня ребёнок уже смог впервые в своей жизни поесть.{{Нет АИ|18|1|2013}}
⚫
== Примечания ==

⚫
{{примечания}}
⚫
Другой случай связан был с нетипичным раковым заболеванием у 39-летней женщины, страдающей острой формой промиелоцитарной лейкемии. При стандартных методах диагностики, однако, заболевание не было выявлено. А вот при расшифровке и анализе генома раковых клеток выяснилось, что крупный участок 15-й хромосомы переместился на 17-ю, что вызвало определённое генное взаимодействие. В результате женщина получила необходимое ей лечение.{{Нет АИ|18|1|2013}}


== См. также ==
== См. также ==
Строка 89: Строка 80:
* [[Структурная геномика]]
* [[Структурная геномика]]
* [[Вычислительная геномика]]
* [[Вычислительная геномика]]
* [[Пангеном]]

⚫
== Примечания ==
⚫
{{примечания}}

== Литература ==
* Alistair R. R. Forrest et al. (2014). A promoter-level mammalian expression atlas. Nature, 507 (7493): 462 {{DOI|10.1038/nature13182}}
* Andersson, R. et al.(2014) An atlas of active enhancers across human cell types and tissues. Nature 507, 455—461 {{DOI|10.1038/nature12787}}


== Ссылки ==
== Ссылки ==
{{Родственные проекты}}
* [http://www.zpu-journal.ru/e-zpu/2008/7/Tishchenko/ Тищенко П. Д. Геномика: новый тип науки в новой культурной ситуации].
* [http://www.zpu-journal.ru/e-zpu/2008/7/Tishchenko/ Тищенко П. Д. Геномика: новый тип науки в новой культурной ситуации].
* [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/lproks.cgi Complete Microbial Genomes] (полностью расшифрованные геномы бактерий и архей).
* [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/lproks.cgi Complete Microbial Genomes] (полностью расшифрованные геномы бактерий и архей).
* [http://bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection19.html Лекция № 19. Геномика].
* [http://bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection19.html Лекция № 19. Геномика] {{Wayback|url=http://bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection19.html |date=20150121025609 }}.


{{Внешние ссылки}}
{{Mol_bio-stub}}
{{перевести|en|Genomics}}
{{Genetics-footer}}
{{Genetics-footer}}
{{Геномика}}
{{Геномика}}
{{Разделы биологии}}
{{Разделы биологии}}
{{Генетическая генеалогия}}


[[Категория:Геномика]]
[[Категория:Геномика]]

Текущая версия от 18:55, 30 мая 2023

Гено́мика — раздел молекулярной генетики, посвящённый изучению генома и генов живых организмов, всей совокупности генов организма или значительной их части. «Для геномики характерно использование очень больших объёмов данных».[1]

История

[править | править код]

Геномика сформировалась как особое направление в 1980—1990-х годах вместе с возникновением первых проектов по секвенированию геномов некоторых видов живых организмов. Первым был полностью секвенирован геном бактериофага Φ-X179; (5368 нуклеотидов) в 1977 году. Следующим этапным событием было секвенирование генома бактерии Haemophilus influenzae (1,8 Mб; 1995 год). После этого были полностью секвенированы геномы ещё нескольких видов, включая геном человека (2001 год — первый черновой вариант, 2003 год — завершение проекта). Её развитие стало возможно не только благодаря совершенствованию биохимических методик, но и благодаря появлению более мощной вычислительной техники, которая позволила работать с огромными массивами данных. Протяженность геномов у живых организмов подчас измеряется миллиардами пар оснований. Например, объём генома человека составляет порядка 3 млрд пар оснований. Самый крупный из известных (на начало 2010 года) геномов принадлежит одному из видов двоякодышащих рыб (примерно 110 млрд пар).

Разделы геномики

[править | править код]

Структурная геномика

[править | править код]
Основная статья: Структурная геномика

Структурная геномика — содержание и организация геномной информации. Имеет целью изучение генов с известной структурой для понимания их функции, а также определение пространственного строения максимального числа «ключевых» белковых молекул и его влияния на взаимодействия[2][3].

Функциональная геномика

[править | править код]

Функциональная геномика — реализация генетической информации, записанной в геноме, т. е.от гена — к признаку.

Сравнительная геномика

[править | править код]

Сравнительная геномика (эволюционная) — сравнительные исследования содержания и организации геномов разных организмов.

Получение полных последовательностей геномов позволило пролить свет на степень родства и различий между геномами разных живых организмов. Ниже в таблице представлены предварительные данные о сходстве геномов разных организмов с геномом человека. Сходство дано в процентах (отражает долю пар оснований, идентичных у двух сравниваемых видов).

Вид Сходство Примечания и источники[4]
Человек 99,9 % Human Genome Project
100 % Однояйцевые близнецы
Шимпанзе 98,4 % Americans for Medical Progress; Jon Entine в San Francisco Examiner
98,7 % Richard Mural из Celera Genomics, цитируется в MSNBC
Бонобо, или карликовый шимпанзе То же, что и для шимпанзе
Горилла 98,38 % Основано на изучении интергенной неповторяющейся ДНК (American Journal of Human Genetics, февраль 2001, 682, с. 444—456)
Мышь 98 % Americans for Medical Progress
85 % при сравнении всех последовательностей, кодирующих белки, NHGRI
Собака 95 % Jon Entine в San Francisco Examiner
C. elegans 74 % Jon Entine в San Francisco Examiner
Банан 50 % Americans for Medical Progress
Нарцисс 35 % Steven Rose в The Guardian от 22 января 2004

Музеогеномика

[править | править код]

Музеогеномика — отрасль науки, занимающаяся расшифровкой генетической информации останков биологических объектов, хранящихся в зоологических, биологических, палеонтологических музеях[5]. Является важным направлением исследований в палеонтологии, палеоботанике, палеоантропологии, археологии. Музеогеномика позволяет выяснить, от каких животных и когда вирусы перешли к человеку, проанализировать степень родства различных видов беспозвоночных, как менялся геном живых организмов со временем, проследить влияние загрязнения окружающей среды.

Когнитивная геномика

[править | править код]
Основная статья: Когнитивная геномика

Примеры применения геномики в медицине

[править | править код]

В больнице Висконсина ребёнок в возрасте трёх лет долгое время ставил врачей в тупик, его кишечник отёк и был полностью пронизан абсцессами. К своим трём годам этот ребёнок пережил более ста отдельных хирургических операций. Для него был заказан полный сиквенс кодирующих участков его ДНК, по результатам с помощью подручных средств был выявлен виновник заболевания — белок XIAP, участвующий в сигнальных цепях запрограммированной клеточной смерти. При нормальной работе он играет очень важную роль в иммунном ответе. На основе такого диагноза физиологами была рекомендована трансплантация костного мозга в июне 2010 года. К середине июня ребёнок уже смог впервые в своей жизни поесть.[источник не указан 4349 дней]

Другой случай связан был с нетипичным раковым заболеванием у 39-летней женщины, страдающей острой формой промиелоцитарной лейкемии. При стандартных методах диагностики, однако, заболевание не было выявлено. А вот при расшифровке и анализе генома раковых клеток выяснилось, что крупный участок 15-й хромосомы переместился на 17-ю, что вызвало определённое генное взаимодействие. В результате женщина получила необходимое ей лечение.[источник не указан 4349 дней]

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Геномика Архивная копия от 24 декабря 2021 на Wayback Machine. Г. В. Васильев. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014
  2. ↑ Чугунов Антон. Ловля бабочек, или чем структурная геномика поможет биологии. Биомолекула.ру (14 марта 2009). Дата обращения: 22 января 2010. Архивировано из оригинала 17 апреля 2013 года.
  3. ↑ Ясный И.Е., Цыбина Т.А., Шамшурин Д.В., Колосов П.М. Структурная геномика и медицина // Молекулярная медицина. — 2009. — № 6. — С. 15—20. Архивировано 21 марта 2012 года.
  4. ↑ Эти данные были найдены в различных вторичных источниках, и, скорее всего, они были получены разными методами (такими, как гибридизация ДНК или выравнивание последовательностей). Следует отметить, что разные методы могут давать различные результаты, даже будучи примененными к одной и той же паре сравниваемых видов, поэтому все цифры, приведённые в данной таблице, следует рассматривать как весьма приблизительные.
  5. ↑ Александр Волков Музеогеномика - новая научная ниша // Знание-сила. — 2015. — № 11. — С. 5—14

Литература

[править | править код]
  • Alistair R. R. Forrest et al. (2014). A promoter-level mammalian expression atlas. Nature, 507 (7493): 462 doi:10.1038/nature13182
  • Andersson, R. et al.(2014) An atlas of active enhancers across human cell types and tissues. Nature 507, 455—461 doi:10.1038/nature12787

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Геномика&oldid=130756427