Cómo escribir un artículo sobre el Proyecto Genoma Humano
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Proyecto Genoma Humano
El Proyecto Genoma Humano fue propuesto en la década de 1980. Organizaciones de cooperación internacional, entre ellas Estados Unidos, Reino Unido, Japón, China, Alemania y Francia, participaron en el mapeo del genoma humano y determinaron la secuencia completa de ADN de 23 pares de cromosomas humanos compuestos por 3×109 nucleótidos. En el año 2000 se completó el "mapa del marco de trabajo" del genoma humano. En 2001 se publicaron el mapa del genoma humano y los resultados de los análisis preliminares. Su contenido de investigación también incluye el establecimiento de un sistema de gestión y análisis informático para probar cuestiones éticas, legales y sociales relacionadas, y luego analizar perfiles de expresión genética y mutaciones genéticas mediante transcriptómica y proteómica para obtener información sobre genes relacionados con enfermedades. El Proyecto Genoma Humano, el Proyecto de la Bomba Atómica de Manhattan y el Proyecto Apolo son conocidos como los tres principales proyectos científicos.
El Proyecto Genoma Humano ha logrado enormes avances en más de 20 años.
El Proyecto Genoma Humano fue propuesto por primera vez en 1985 por el ganador del Premio Nobel Renato Dulbecco de Estados Unidos. El objetivo original era completar la determinación de la secuencia de bases de aproximadamente 3 mil millones de nucleótidos en el genoma humano, dilucidar todos los genes humanos y determinar su ubicación en los cromosomas, descifrando así todos los genes genéticos humanos.
El 7 de marzo de 1986, Durbeck publicó un artículo titulado "Un punto de inflexión en la investigación del cáncer: determinación de la secuencia del genoma humano", señalando que la aparición de cáncer y otras enfermedades está relacionada con los genes, y propuso El enfoque y la importancia de determinar la secuencia completa del genoma humano.
En 1988, el Departamento de Energía de Estados Unidos y los Institutos Nacionales de Salud tomaron la iniciativa de lanzar el Proyecto Genoma Humano en Estados Unidos. El proyecto fue aprobado por el Congreso y financiado por el gobierno. Desde entonces, se ha establecido una organización de cooperación internacional, la Organización del Genoma Humano, y muchos países han recaudado fondos y capacidades de investigación científica para participar activamente en este proyecto de investigación internacional.
En junio de 1990 5438+00 se lanzó oficialmente el Proyecto Internacional Genoma Humano. Se estima que se necesitarán 15 años y 3 mil millones de dólares para completar la secuenciación de 3 mil millones de pares de bases, y todos los genes (estimados en ese momento en 80 000 ~ 65 438+ millones) serán mapeados y secuenciados. El Proyecto Genoma Humano Global está dirigido por seis países: Estados Unidos, Reino Unido, Japón, Francia, Alemania y China. Entre ellos, Estados Unidos llevó a cabo el 54% del total de tareas, el Reino Unido el 33%, Japón el 7%, Francia el 2,8% y Alemania el 2,2%. China fue aprobada para unirse al Proyecto Genoma Humano en septiembre de 1999 y llevó a cabo el 1% de las tareas. las tareas de secuenciación, concretamente la rotura del cromosoma n.º 3. ?
Mi país inició proyectos de investigación relacionados en 1993 y estableció dos centros nacionales del genoma humano en Shanghai y Beijing, que emprendieron la tarea de secuenciar el 1% del proyecto del genoma humano. Gracias a la cooperación de científicos de muchos países, la humanidad finalmente completó el trabajo preliminar de secuenciar su propio genoma en los años 1990.
En junio de 2003, científicos de China, Estados Unidos, Japón, Alemania, Francia y el Reino Unido anunciaron que habían elaborado por primera vez un "mapa marco de trabajo" del genoma humano.
El 14 de abril de 2003, científicos de China, Estados Unidos, Japón, Alemania, Francia y el Reino Unido anunciaron que se había elaborado con éxito el mapa de secuencia del genoma humano y que todos los objetivos del El Proyecto Genoma se había logrado.
En 2004, se secuenció el genoma humano;
En 2005, se completó básicamente la secuenciación del cromosoma X humano y se publicó el borrador del gen del cromosoma.
La tarea principal de HGP es la secuenciación del ADN humano, incluidos los cuatro espectros que se muestran en la siguiente figura, así como la tecnología de secuenciación, la variación de la secuencia del genoma humano, la tecnología genómica funcional, la genómica comparada, los aspectos sociales, legales y éticos. investigación, Bioinformática y Biología Computacional, Educación y Formación.
1. Mapa genético
También conocido como mapa de ligamiento, es un mapa que determina la distancia relativa y la posición entre genes o marcadores genéticos en función de sus valores de intercambio y recombinación en cromosomas.
Su unidad gráfica de distancia es coml, en honor a Morgan, el fundador de la genética moderna. El establecimiento de mapas genéticos crea condiciones para la identificación y localización de genes. Importancia: Más de 6.000 marcadores genéticos han podido dividir el genoma humano en más de 6.000 regiones, de modo que el análisis de ligamiento puede encontrar evidencia de que un determinado gen fenotípico o causante de una enfermedad está cerca de un determinado marcador, de modo que el gen pueda ser ubicado en esta área. Conociendo la región, el gen puede aislarse y estudiarse. Para las enfermedades, encontrar y analizar genes es clave.
2. Mapa natural
Un mapa físico se refiere a información sobre la disposición y el espaciado de todos los genes que componen el genoma. Se dibuja midiendo las moléculas de ADN que lo componen. genoma. El propósito de dibujar un mapa físico es ordenar la información genética sobre los genes y sus posiciones relativas en cada cromosoma en una disposición lineal y sistemática. El mapa físico del ADN se refiere al orden de disposición de los fragmentos de restricción de la cadena de ADN, es decir, la posición de los fragmentos de restricción en la cadena de ADN. Dado que las endonucleasas de restricción cortan hebras de ADN basándose en secuencias específicas, la digestión de ADN con diferentes secuencias de nucleótidos producirá fragmentos de ADN de diferentes longitudes, formando así un patrón de digestión único. Por tanto, el mapa físico del ADN es una de las características de la estructura molecular del ADN. El ADN es una molécula muy grande y los fragmentos de ADN generados por las enzimas de restricción para las reacciones de secuenciación son sólo una parte muy pequeña de ella. La relación posicional de estos fragmentos en la cadena de ADN es el primer problema a resolver, por lo que el mapa físico del ADN es la base de la secuenciación y también puede entenderse como un modelo para guiar la secuenciación del ADN. En términos generales, la secuenciación del ADN comienza con la elaboración de un mapa físico, que es el primer paso de la secuenciación. Hay muchas formas de hacer un mapa físico del ADN. Aquí, elegimos un método común y simple: la digestión enzimática parcial de fragmentos marcados para ilustrar el principio de mapeo.
La hidrólisis enzimática parcial para determinar el mapa físico del ADN incluye dos pasos básicos: (1) degradación completa (2) degradación parcial.
3. Mapa de secuencia
Con la finalización de los mapas genéticos y físicos, la secuenciación se ha convertido en una máxima prioridad. La tecnología de análisis de secuencia de ADN es un proceso de varias etapas que incluye la fragmentación del ADN, el análisis de bases y la traducción de la información del ADN. Obtener el mapa de secuencia del genoma mediante secuenciación.
4. Mapa de ADN
El mapa genético es un mapa basado en la identificación de las secuencias codificantes de proteínas contenidas en el genoma y la combinación de información como la secuencia genética, la ubicación y el patrón de expresión. El método más importante para identificar la ubicación, estructura y función de todos los genes en el 2% al 5% de longitud del genoma humano es rastrear la ubicación del cromosoma a través del producto de expresión del gen, el ARNm.
Principios
La importancia de los mapas genéticos
Puede reflejar eficazmente el mapa espaciotemporal de todo el gen expresado en condiciones normales o controladas. A través de esta imagen podemos conocer la expresión de un gen en diferentes tejidos y niveles en diferentes momentos. También podemos conocer los diferentes niveles de expresión de diferentes genes en un tejido en diferentes momentos, y también podemos conocer los diferentes niveles de expresión de diferentes genes en diferentes tejidos en momentos específicos.
La implementación del Proyecto Genoma Humano es de gran importancia y tiene un impacto de gran alcance.
Primero, revelar la historia del desarrollo humano.
El proyecto del genoma humano para descifrar el código de la vida ayudará a comprender mejor la regulación de la expresión genética. Al mismo tiempo, el mapa del genoma humano es de gran importancia para revelar la historia del desarrollo y la evolución humanos. El estudio de la evolución ya no se basa en hipótesis. El uso de genómica comparada para estudiar el ADN antiguo puede revelar los misterios de la evolución de la vida y la relación entre organismos antiguos y modernos, y ayudar a las personas a comprender mejor el lugar de los humanos en la naturaleza.
En segundo lugar, la terapia génica.
La obtención de la secuencia genética humana completa ayudará a comprender la patogénesis de diversas enfermedades genéticas y del cáncer, y proporcionará una base teórica para nuevos métodos como el diagnóstico molecular y la terapia génica. En un futuro próximo, podremos comprender la resistencia de diferentes individuos a las enfermedades basándose en las diferencias en la secuencia de ADN de cada persona y prescribir el medicamento adecuado en función de las "características genéticas" de cada persona. Esta es la medicina del siglo XXI: la medicina personalizada. . Es más, con la terapia génica no sólo se puede evitar que los pacientes desarrollen la enfermedad en el futuro, sino que también se puede evitar que sus descendientes desarrollen la misma enfermedad.
En tercer lugar, la investigación sobre fármacos de ingeniería genética.
Los fármacos modificados genéticamente son productos de expresión del ADN recombinante. En términos generales, cualquier cosa que implique ingeniería genética en la producción de un fármaco puede convertirse en un fármaco modificado genéticamente.
La aplicación de la tecnología genética en la industria farmacéutica puede producir nuevos medicamentos con alta eficiencia, alto rendimiento, bajo precio y sin sabor amargo, provocando así cambios revolucionarios en la industria farmacéutica. Para enfermedades graves y difíciles como la hepatitis, las enfermedades cardiovasculares, los tumores y el SIDA, para las que actualmente no existen buenos medicamentos, la gente tiene grandes esperanzas en la bioingeniería y espera que la tecnología de la ingeniería genética pueda producir medicamentos terapéuticos eficaces.
En cuarto lugar, la revolución verde de los cultivos.
Los científicos han logrado grandes avances en el uso de tecnología de ingeniería genética para mejorar los cultivos. Los avances en la tecnología genética permiten a los científicos mejorar los cultivos de maneras que los fitogenetistas tradicionales no podían imaginar. Por ejemplo, la tecnología genética puede permitir que los cultivos liberen pesticidas por sí solos, cultivar en tierras secas o salino-álcalis, o producir alimentos más nutritivos. Los científicos todavía están desarrollando cultivos que puedan producir vacunas y alimentos que puedan prevenir enfermedades. La tecnología genética también ha acortado considerablemente el tiempo necesario para desarrollar nuevas variedades de cultivos. Utilizando métodos de cultivo tradicionales, se necesitan siete u ocho años para desarrollar una nueva variedad vegetal. La tecnología de ingeniería genética permite a los investigadores inyectar cualquier gen en una planta para crear una variedad de cultivo completamente nueva en la mitad del tiempo.
En quinto lugar, la identificación por ADN
La identificación por ADN ha supuesto una revolución para la ciencia forense y el sistema de justicia penal. El ADN ha sido una pieza de evidencia clave en innumerables juicios, ayudando a la policía y a los tribunales a identificar criminales en crímenes violentos con alta credibilidad. Puede identificar a personas que han cometido delitos y también puede probar la inocencia de personas que han sido condenadas injustamente. No sólo eso, sino que las pruebas de ADN se pueden utilizar para ayudar a encontrar personas desaparecidas, víctimas de asesinatos o accidentes; también se pueden utilizar para probar o negar la paternidad;
En sexto lugar, los animales genéticamente modificados.
Con el rápido desarrollo de la tecnología de ingeniería genética y su aplicación en animales, el desarrollo de animales genéticamente modificados presenta una "buena situación". Por ejemplo, el mejoramiento genético puede proporcionar "superanimales" de alto rendimiento, alta calidad y resistentes a enfermedades; las vacunas genéticamente modificadas ahorran mucho dinero a la industria ganadera y los trasplantes de órganos se pueden realizar a través de animales genéticamente modificados.
La importancia del genoma humano
De los hechos anteriores se desprende que si queremos descubrir los secretos de los seres humanos, debemos empezar por descifrar el código de los genes.
La comprensión y el control de los genes humanos también desempeñarán un papel poderoso en la promoción de la evolución de la especie humana y el progreso de la sociedad humana. Al explorar las áreas conocidas y desconocidas de los genes humanos, podemos encontrar mejores genes que sean más propicios para el progreso humano, y la sociedad humana logrará avances esenciales.
Por lo tanto, podemos decir que este proyecto del genoma humano, costoso y que requiere mucho tiempo, es realmente muy necesario y beneficiará para siempre. Este puede ser un pequeño paso para los biólogos, pero es un paso muy grande para la sociedad humana.
Aunque el proyecto se ha declarado finalizado, aún no ha producido un mapa satisfactorio del genoma humano, por lo que la exploración e investigación científica del genoma humano aún está en progreso. Se espera que en un futuro próximo los humanos puedan desenredar el velo de los genes, comprender que ellos controlan los genes y aportar riqueza ilimitada a la sociedad humana.
Materiales de referencia:
1. "Informe de investigación sobre genes humanos" de Zhang Bo, Editorial Chongqing, 2006.
2. "What is Life" editado por Qian, Kong Wei y Lu Dazhen* * * Central Party School Press, edición de febrero de 2000, págs. 65438+.
3. C. Dennis, R. Gallagher y J.D. Watson escribieron el prefacio de "Human Genome, Our DNA", Science Press, abril de 2003.
4. Journal of Practical Obstetrics and Gynecology, Número 17, 200110 (Journal of Practical Obstetrics and Gynecology, Número 17, Número 1, noviembre de 2001).
5. Materiales de referencia:
Ciencia (Ciencia)