Analiza secvenței

Secvență de perechi de baze ADN

O secvență de ADN este secvența de nucleotide dintr-o moleculă de ADN. Este scrisă ca o succesiune de litere care reprezintă structura primară a unei molecule sau a unui lanț de ADN. Dacă este funcțională, o astfel de secvență poartă informații pentru secvența de aminoacizi dintr-o moleculă de proteină. Literele posibile sunt A, C, G și T, reprezentând cele patru baze nucleotidice ale unui șir de ADN - adenină, citozină, guanină, timină. Secvențele sunt tipărite una lângă alta, fără spații, ca în secvența AAAGTCTGAC.

Studiul ARN-ului și al proteinelor este mai complex. Structura generală a ADN-ului este simplă și previzibilă (dublu helix). Studiul ARN-ului și al proteinelor trebuie să includă un studiu al structurii tridimensionale a acestora, care este variată și influențează modul în care funcționează. Într-o anumită măsură, acest lucru poate fi asistat de calculator, dar trebuie verificat în fiecare caz în parte.

Informațiile despre secvențe sunt păstrate în baze de date. De la dezvoltarea producției rapide de secvențe de gene și proteine în anii 1990, rata de adăugare de noi secvențe în bazele de date crește în permanență.

 

Scor

Analiza completă a genomului a fost efectuată pe peste 800 de specii și tulpini. Lucrul este realizat de o mașină, secvențiatorul de ADN, care analizează semnalele luminoase emise de fluorocromii atașați la nucleotide. Acest tip de muncă devine treptat mai puțin costisitor.

"În prezent [2009] există peste 90 de specii de vertebrate cu secvențe genomice întregi finalizate, în curs de realizare sau în stadii avansate de planificare.

Totaluri aproximative

Până în decembrie 2012, a fost finalizată analiza genomului integral pentru aproximativ 800 până la 900 de specii și tulpini de specii vii. Numerele sunt aproximative și sunt în schimbare.

• Animale: 111 specii
• Plante: 53 de specii
• Ciuperci: 81 de specii
• Protiști: 50 de specii
• Archaea: 139 de specii și tulpini
• Bacterii: ~4/500 de specii și tulpini

 

Secvența ADN uman

Genomul uman este stocat pe 23 de perechi de cromozomi în nucleul celular și în micul ADN mitocondrial. În prezent, se cunosc foarte multe lucruri despre secvențele de ADN care se află pe cromozomii noștri. Ceea ce face ADN-ul de fapt este acum parțial cunoscut. Aplicarea acestor cunoștințe în practică abia acum începe.

Proiectul Genomului uman (HGP) a produs o secvență de referință care este utilizată în întreaga lume în biologie și medicină. Nature a publicat raportul proiectului finanțat din fonduri publice, iar Science a publicat articolul Celera. Aceste lucrări au descris modul în care a fost produs proiectul de secvență și au oferit o analiză a acesteia. În 2003 și 2005 au fost anunțate proiecte îmbunătățite, care au completat ≈92% din secvență.

Cel mai recent proiect ENCODE studiază modul în care sunt controlate genele.

Activitatea criminalistică

Nu este necesar să se dispună de secvențe genomice întregi pentru activitatea criminalistică, cum ar fi identificarea unui infractor pe baza urmelor de ADN rămase la locul crimei sau pentru cazurile de paternitate. În prezent, secvențierea întregului genom este încă foarte costisitoare, dar, din fericire, sunt disponibile metode mai simple și mai ieftine.

Ideea de bază este de a examina anumiți loci (locuri) din genom care sunt foarte variabili între oameni. Pentru o potrivire sunt necesari între 10 și 15 dintre acești loci, iar detaliile legale diferă de la o țară la alta. O potrivire între un eșantion și o persoană suspectă face extrem de probabil ca acea persoană să fie sursa eșantionului. Această dovadă ar sta apoi la baza acuzării în cazul unei infracțiuni. O analiză similară ar arăta că este foarte probabil ca un bărbat să fie tatăl unui copil. Aceasta este de fapt o modalitate modernă de a face ceea ce se făcea cu grupele de sânge înainte ca detaliile ADN să poată fi analizate. Metodele au fost dezvoltate în principal prin munca lui Alec Jeffreys.

ADN-ul fiecărei persoane conține două alele ale unei anumite gene sau "marker": una de la tată și una de la mamă. "Markerii" sunt gene alese pentru că au un număr de alele diferite care apar frecvent în populație. Tabelul următor provine dintr-un experiment comercial de testare a paternității prin ADN. Acesta arată modul în care este demonstrată rudenia dintre părinți și copil cu ajutorul a cinci markeri:

Marker ADN	Mama	Copilul	Presupusul tată
D21S11	28, 30	28, 31	29, 31
D7S820	9, 10	10, 11	11, 12
TH01	14, 15	14, 16	15, 16
D13S317	7, 8	7, 9	8, 9
D19S433	14, 16.2	14, 15	15, 17

Rezultatele arată că ADN-ul copilului și cel al presupusului tată se potrivesc pentru acești cinci markeri. Rezultatele complete ale testului au arătat această corelație pentru 16 markeri între copil și bărbatul testat. În cazul în care un caz este testat în instanță, un medic legist va oferi dovezi privind probabilitatea de a obține acest rezultat din întâmplare.

Testarea ADN în SUA

În toate cele 50 de state din Statele Unite există legi naționale privind stabilirea profilurilor ADN. Informații detaliate despre legile privind bazele de date din fiecare stat pot fi găsite pe site-ul web al Conferinței Naționale a Legislativelor de Stat.

 
Un chimist al Serviciului Vamal și de Protecție a Frontierelor din SUA citește un profil ADN pentru a afla de unde provine o marfă.  

ADN antic

ADN-ul antic a fost recuperat din anumite surse. Recordul de supraviețuire a ADN-ului adecvat pentru analiza secvențelor este de 700.000 de ani. Un schelet de cal îngropat în permafrost a furnizat oase cu o parte din ADN supraviețuitor. Secvența era completă doar în proporție de 70%, dar a fost suficientă pentru ca cercetătorii să spună: "Nu ar arăta ca un cal așa cum îl cunoaștem noi... dar ne-am aștepta să fie un cal cu un singur picior". Pentru comparație, cercetătorii au avut acces la secvențele de ADN ale cailor moderni, ale măgarilor și ale calului lui Przewalski.

 

Pagini conexe

• George Church
• Walter Gilbert
• John Sulston
• Fred Sanger
• ENCODE: analiza completă a genomului uman
• Genomul uman
• Genomică completă
• Bioinformatică