¿Qué es la secuenciación de genes? ¿Cómo secuenciar genes?
Hay cuatro bases, A, T, G, C (A-T y G-C se combinan para formar una cadena de doble hélice).
Los genes de la madre se separan aleatoriamente durante la fecundación, y el niño puede obtener parte de ellos (normalmente alrededor del 50% en teoría). Existen muchas similitudes entre los genes de los niños y los de sus padres. Uno de los propósitos de la secuenciación del genoma humano es probar el grado de ascendencia.
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Los genes son fragmentos de macromoléculas de ADN. Los ácidos nucleicos se dividen en ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), los cuales son responsables del metabolismo celular. El ácido nucleico, como raíz de la vida, es el cuerpo de factores genéticos y puede controlar completamente la división celular, el crecimiento y la producción de energía. La vida desde el nacimiento hasta la muerte está dominada por los ácidos nucleicos. Es un concepto completamente nuevo: ácido nucleico que está estrechamente relacionado con los genes y que realmente controla la vida detrás de escena. Los genetistas modernos creen que los genes son un término general para secuencias de nucleótidos específicas que tienen un efecto genético en las moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico) y son fragmentos de moléculas de ADN que tienen un efecto genético. Los genes están ubicados en los cromosomas y están dispuestos linealmente en los cromosomas. Los genes no sólo transmiten información genética a la siguiente generación mediante la replicación, sino que también expresan información genética. Las diferencias en el cabello, el color de la piel, los ojos y la nariz de diferentes razas son causadas por diferencias genéticas.
Los humanos tenemos un solo genoma, con aproximadamente entre 5.000 y 65.438+ genes. El Proyecto Genoma Humano fue propuesto por primera vez por científicos estadounidenses en 1985. Su objetivo es dilucidar la secuencia de 3 mil millones de pares de bases en el genoma humano, encontrar todos los genes humanos y sus ubicaciones en los cromosomas, descifrar toda la información genética humana y permitir que los humanos se comprendan integralmente a sí mismos a nivel molecular por primera vez. El proyecto se lanzó oficialmente en 1990. El objetivo del proyecto de 3.000 millones de dólares es secuenciar con precisión el genoma humano, que consta de 3.000 millones de pares de bases, para, en última instancia, comprender las proteínas que componen cada gen y su función. Por ejemplo, este proceso es como dibujar un mapa de una ruta de senderismo de Beijing a Shanghai, marcando cada pico y valle a lo largo del camino. Aunque lento, es muy preciso.
A medida que se descifre gradualmente el genoma humano, se dibujará una imagen de la vida y la vida de las personas experimentará cambios tremendos. Los medicamentos genéticos han entrado en la vida de las personas y utilizar genes para tratar más enfermedades ya no es un lujo. Porque a medida que nuestra comprensión de los seres humanos alcance nuevos niveles, se desentrañarán las causas de muchas enfermedades, se diseñarán mejor los medicamentos, se podrán "orientar los tratamientos al caso" y se podrán ajustar los hábitos de vida y alimentación en función de las condiciones genéticas. Se mejorará la salud general de la humanidad y se sentarán las bases de la medicina en el siglo XXI.
Utilizando genes, las personas pueden mejorar las variedades de frutas y verduras y mejorar la calidad de los cultivos. Habrá más plantas, animales y alimentos genéticamente modificados disponibles, y los humanos podrán cultivar súper cultivos en el nuevo siglo. Al controlar las características bioquímicas del cuerpo humano, los humanos podrán restaurar o reparar las funciones de las células y órganos humanos, e incluso cambiar el curso de la evolución humana.
La palabra "gene" es la transliteración china del inglés "gene", que tiene la misma imagen que "Coca-Cola". Que significa "factores fundamentales". Para los seres vivos lo más importante es poder reproducirse y heredar su propia "vida". Por tanto, el “factor básico” de un organismo es el responsable de la herencia, y su esencia es lo que muchas veces llamamos ADN, es decir, los padres transmiten sus características a sus hijos a través de los genes (ADN);
Entonces, ¿qué son exactamente los genes? El conocimiento de la biología molecular moderna nos dice que un gen es en realidad un pequeño fragmento de ADN, a través del cual se pueden producir diversas proteínas, como enzimas que realizan diversas funciones. Estas proteínas pueden llevar a cabo diversas reacciones y completar procesos vitales. Sabiendo esto, podemos comprender fácilmente varios fenómenos genéticos, como por qué un hijo se parece a sus padres, porque el hijo hereda los genes de sus padres y las proteínas controladas por estos genes completarán un fenómeno de vida similar al de su padre o madre (pero no exactamente igual, porque además de los genes del padre, también están los genes de la madre, por lo que todos tienen algunas similitudes, ya sea en apariencia, personalidad, u otras). Diferentes organismos tienen diferente número de genes. Por ejemplo, se estima que los humanos tienen más de 65.438 millones de genes, mientras que algunos microorganismos tienen menos de 100 genes. Dado que los genes son tan importantes, la gente pronto pensó en utilizarlos al servicio de los humanos y surgió la "ingeniería genética".
Hablando de "proyectos", la gente puede pensar fácilmente en cosas como construir una casa. De hecho, esta asociación es muy correcta, pero lo que aquí se construye no es una casa, sino un nuevo organismo, no ladrillos, sino genes. En pocas palabras, la ingeniería genética consiste en cambiar las características biológicas de los organismos manipulando genes para servir mejor a la vida humana. Por ejemplo, en el pasado, el contenido de lisina en el trigo era bajo y la lisina es necesaria para el cuerpo humano, por lo que la gente quería usar lisina para hacer pan, lo que significa agregar algunos aminoácidos al hacer pan. Obviamente, ésta no es una solución a largo plazo y la ingeniería genética puede proporcionar una buena solución. Siempre que los científicos encuentren un gen y la proteína producida por este gen sea rica en lisina, podrán transferir este gen al trigo, de modo que el trigo produzca una gran cantidad de proteína rica en lisina debido a este gen extraño. De la harina no le faltará lisina. El beneficio más importante de este tipo de manipulación genética es que los rasgos adquiridos son hereditarios, lo que significa que las generaciones futuras también tendrán nuevas características biológicas. Por poner otro ejemplo, el mayor enemigo de la producción de algodón es el gusano cogollero, que causa enormes pérdidas en la producción de algodón cada año. La fumigación con pesticidas no sólo tiene un impacto negativo en el medio ambiente, sino también en la calidad del algodón. ¿Qué hacemos? Los científicos han descubierto a través de investigaciones que una bacteria llamada Bacillus thuringiensis contiene una proteína toxina que puede matar al gusano del algodón pero no daña a los humanos ni a otros mamíferos. Luego, la gente encontró el gen de la proteína para producir esta toxina a partir de bacterias y luego transfirió este gen al algodón para que el algodón también pudiera producir esta proteína de toxina. Como era de esperar, los gusanos del algodón ya no se atreven a comer este tipo de algodón modificado genéticamente, porque si lo comen se envenenarán y la producción de algodón también aumentará.
A estas alturas, es posible que haya comprendido que la ingeniería genética en realidad está haciendo el trabajo de mejorar las variedades: en la agricultura, produciendo nuevos productos agrícolas con alto rendimiento, alta resistencia a las enfermedades, altas propiedades antimagnéticas y buena calidad; en la industria ganadera, se producen nuevas razas de ganado con alto rendimiento, buena calidad y rápido aumento de peso; en la industria farmacéutica se utilizan microorganismos como bacterias y levaduras que son fáciles de proliferar rápidamente para producir diversos medicamentos proteicos que los humanos necesitan; reducir costos y mejorar efectos. Hay que decir que la ingeniería genética presenta perspectivas brillantes para la vida humana. Por supuesto, todo tiene pros y contras. Aunque se desconocen las consecuencias a largo plazo de las razas genéticamente modificadas, la gente ha notado los posibles peligros. Actualmente, países de todo el mundo han formulado varias leyes y reglamentos pertinentes para regular la gestión de productos de ingeniería genética.