Genom-Projekte sind wissenschaftliche Versuche, die schließlich zum Ziel haben, die ganze Genom-Folge eines Organismus zu bestimmen (es ein Tier, ein Werk, ein Fungus, eine Bakterie, ein archaean, ein protist oder ein Virus zu sein) und Protein codierende Gene und andere wichtige Genom-verschlüsselte Eigenschaften zu kommentieren. Die Genom-Folge eines Organismus schließt die gesammelten DNA-Folgen jedes Chromosoms im Organismus ein. Für eine Bakterie, die ein einzelnes Chromosom enthält, wird ein Genom-Projekt zum Ziel haben, die Folge dieses Chromosoms kartografisch darzustellen. Für die menschlichen Arten, deren Genom 22 Paare von autosomes und 2 Sexualchromosomen einschließt, wird eine ganze Genom-Folge 46 getrennte Chromosom-Folgen einschließen.

Das Humangenomprojekt war ein merkliches Genom-Projekt, das bereits einen Haupteinfluss auf Forschung über die Lebenswissenschaften mit dem Potenzial hat, um zahlreiche medizinische und kommerzielle Entwicklungen zu spornen.

Genom-Zusammenbau

Genom-Zusammenbau bezieht sich auf den Prozess, eine Vielzahl von kurzen DNA-Folgen zu nehmen und sie zurück zusammenzustellen, um eine Darstellung der ursprünglichen Chromosomen zu schaffen, aus denen die DNA entstanden ist. In einer Schrotflinte sequencing Projekt wird die ganze DNA von einer Quelle (gewöhnlich ein einzelner Organismus, irgendetwas von einer Bakterie zu einem Säugetier) zuerst in Millionen von kleinen Stücken zerbrochen. Diese Stücke werden dann durch automatisierte sequencing Maschinen "gelesen", die bis zu 1000 nucleotides oder Basen auf einmal lesen können. (Die vier Basen sind Adenin, guanine, cytosine, und thymine, vertreten als AGCT.) Arbeitet ein Genom-Zusammenbau-Algorithmus durch die Einnahme aller Stücke und das Übereinstimmen von ihnen zu einander und das Ermitteln aller Plätze, wo zwei der kurzen Folgen, oder, Übergreifen liest. Diese, die Überschneidung liest, können zusammen verschmolzen werden, und der Prozess geht weiter.

Genom-Zusammenbau ist ein sehr schwieriges rechenbetontes Problem, gemacht schwieriger, weil viele Genome große Anzahl von identischen Folgen enthalten, die als Wiederholungen bekannt sind. Diese Wiederholungen können Tausende von nucleotides lange sein, und einige kommen in Tausenden von verschiedenen Positionen, besonders in den großen Genomen von Werken und Tieren vor.

Das resultierende (Entwurf) Genom-Folge wird durch das Kombinieren der Information sequenced contigs und dann die Beschäftigung der Verbindung der Information erzeugt, um Schafotte zu schaffen. Schafotte werden entlang der physischen Karte der Chromosomen eingestellt, die einen "goldenen Pfad" schaffen.

Zusammenbau-Software

Ursprünglich hat der grösste Teil groß angelegten DNA sequencing Zentren ihre eigene Software entwickelt, für die Folgen zu sammeln, die sie erzeugt haben. Jedoch hat sich das geändert, weil die Software komplizierter gewachsen ist, und weil die Zahl von sequencing Zentren zugenommen hat. Ein Beispiel solchen Monteurs Kurzes Oligonucleotide Analyse-Paket, das durch BGI für de novo Zusammenbau von mensch-großen Genomen, Anordnung, SNP Entdeckung, resequencing, indel Entdeckung und Strukturschwankungsanalyse entwickelt ist.

Genom-Anmerkung

Genom-Anmerkung ist der Prozess, biologische Information Folgen beizufügen.

Es besteht aus zwei Hauptschritten:

1. Elemente auf dem Genom identifizierend, hat ein Prozess Genvorhersage und genannt
2. die Befestigung biologischer Information zu diesen Elementen.

Automatische Anmerkungswerkzeuge versuchen, all das durch die Computeranalyse im Vergleich mit der manuellen Anmerkung durchzuführen (a.k.a. curation), der menschliches Gutachten einschließt. Ideal koexistieren diese Annäherungen und Ergänzung einander in derselben Anmerkungsrohrleitung.

Das grundlegende Niveau der Anmerkung verwendet DRUCKWELLE, um Ähnlichkeiten zu finden, und dann darauf gestützte Genome zu kommentieren. Jedoch heutzutage immer mehr wird Zusatzinformation zur Anmerkungsplattform hinzugefügt. Die Zusatzinformation erlaubt manuellen Kommentatoren deconvolute Diskrepanzen zwischen Genen, die dieselbe Anmerkung gegeben werden. Einige Datenbanken verwenden Genom-Zusammenhang-Information, Ähnlichkeitshunderte, experimentelle Angaben und Integrationen anderer Mittel, Genom-Anmerkungen durch ihre Subsystem-Annäherung zur Verfügung zu stellen. Andere Datenbanken (z.B. Ensembl) verlassen sich auf beide curated Datenquellen sowie eine Reihe von verschiedenen Softwarewerkzeugen in ihrer automatisierten Genom-Anmerkungsrohrleitung.

Strukturanmerkung besteht aus der Identifizierung von genomic Elementen.

• ORFs und ihre Lokalisierung
• Genstruktur
• das Codieren von Gebieten
• Position von Durchführungsmotiven

Funktionelle Anmerkung besteht daraus, biologische Information genomic Elementen beizufügen.

• biochemische Funktion
• biologische Funktion
• beteiligte Regulierung und Wechselwirkungen
• Ausdruck

Diese Schritte können sowohl biologische Experimente als auch in die silico Analyse einschließen. Gestützte Annäherungen von Proteogenomics verwerten Information von ausgedrückten Proteinen, häufig ist auf Massenspektrometrie zurückzuführen gewesen, um genomics Anmerkungen zu verbessern.

Eine Vielfalt von Softwarewerkzeugen ist entwickelt worden, um Wissenschaftlern zu erlauben, Genom-Anmerkungen anzusehen und zu teilen.

Genom-Anmerkung ist die folgende Hauptherausforderung für das Humangenomprojekt, jetzt wo die Genom-Folgen des Menschen und mehrerer Musterorganismen größtenteils abgeschlossen sind. Das Identifizieren der Positionen von Genen und anderen genetischen Kontrollelementen wird häufig als das Definieren der biologischen "Teil-Liste" für den Zusammenbau und die normale Operation eines Organismus beschrieben. Wissenschaftler sind noch in einer frühen Bühne im Prozess, diese Teil-Liste und im Verstehen zu skizzieren, wie alle Teile "zusammen passen".

Genom-Anmerkung ist ein aktives Gebiet der Untersuchung und schließt mehrere verschiedene Organisationen in die Lebenswissenschaft-Gemeinschaft ein, die die Ergebnisse ihrer Anstrengungen in öffentlich verfügbaren biologischen Datenbanken veröffentlichen, die über das Web und die anderen elektronischen Mittel zugänglich sind. Hier ist eine alphabetische Auflistung von andauernden für die Genom-Anmerkung wichtigen Projekten:

• Die Enzyklopädie von DNA-Elementen (VERSCHLÜSSELT)
• Entrez Gene
• Ensembl
• GENCODE
• Genontologie-Konsortium
• GeneRIF
• RefSeq
• Uniprot
• Wirbeltier und Genom-Anmerkungsprojekt (Vega)

An der Wikipedia hat Genom-Anmerkung angefangen, automatisiert unter der Schirmherrschaft von zu werden, der eine Funktionseinheit bedient, die Gendaten von Forschungsdatenbanken erntet und Genstummel auf dieser Basis schafft.

Wann wird ein Genom-Projekt beendet?

Wenn sequencing ein Genom, es gibt gewöhnlich Gebiete, die zur Folge (häufig Gebiete mit der hoch wiederholenden DNA) schwierig sind. So sind 'vollendete' Genom-Folgen selten jemals abgeschlossen, und Begriffe wie 'Arbeitsentwurf' oder 'im Wesentlichen abgeschlossen' sind gebraucht worden, um den Status solcher Genom-Projekte genauer zu beschreiben. Selbst wenn jedes Grundpaar einer Genom-Folge bestimmt worden ist, wird es noch wahrscheinlich Fehlergegenwart geben, weil DNA sequencing nicht ein völlig genauer Prozess ist. Es konnte auch behauptet werden, dass ein ganzes Genom-Projekt die Folgen von mitochondria und (für Werke) Chloroplasten einschließen sollte, weil diese organelles ihre eigenen Genome haben.

Es wird häufig berichtet, dass die Absicht von sequencing ein Genom Information über den ganzen Satz von Genen in dieser besonderen Genom-Folge erhalten soll. Das Verhältnis eines Genoms, das für Gene verschlüsselt, kann sehr klein sein (besonders in eukaryotes wie Menschen, wo das Codieren der DNA nur für einiges Prozent der kompletten Folge verantwortlich sein kann). Jedoch ist es nicht immer möglich (oder wünschenswert) zu nur der Folge die Codiergebiete getrennt. Außerdem, wie Wissenschaftler mehr über die Rolle dieser Nichtcodier-DNA verstehen (häufig gekennzeichnet als Trödel-DNA), wird es wichtiger werden, eine ganze Genom-Folge als ein Hintergrund zum Verstehen der Genetik und Biologie jedes gegebenen Organismus zu haben.

Auf viele Weisen beschränken sich Genom-Projekte auf nur die Bestimmung einer DNA-Folge eines Organismus nicht. Solche Projekte können auch Genvorhersage einschließen, um herauszufinden, wo die Gene in einem Genom sind, und was jene Gene tun. Dort kann auch Projekte mit der Folge ESTs oder mRNAs verbunden werden, um zu helfen, herauszufinden, wo die Gene wirklich sind.

Historische und technologische Perspektiven

Historisch, als sequencing eukaryotic Genome (wie der Wurm Caenorhabditis elegans) es üblich war, zuerst das Genom kartografisch darzustellen, um eine Reihe von Grenzsteinen über das Genom zur Verfügung zu stellen. Anstatt der Folge ein Chromosom in geht man, es würde sequenced stückweise sein (mit den vorherigen Kenntnissen ungefähr, wo dieses Stück auf dem größeren Chromosom gelegen wird). Änderungen in der Technologie und in besonderen Verbesserungen zur in einer Prozession gehenden Macht von Computern, Mitteln, dass Genome jetzt 'Schrotflinte sequenced' darin sein können, geht man (es gibt Verwahrungen zu dieser Annäherung obwohl wenn im Vergleich zur traditionellen Annäherung).

Verbesserungen in der DNA sequencing Technologie haben bedeutet, dass die Kosten von sequencing eine neue Genom-Folge ist (in Bezug auf Kosten pro Grundpaar) und neuere Technologie fest gefallen, auch bedeutet haben, dass Genome sequenced viel schneller sein können.

Wenn Forschungsagenturen das entscheiden, welche neue Genome zur Folge, die Betonung auf Arten gewesen ist, die entweder hohe Wichtigkeit als Musterorganismus sind oder eine Relevanz zur menschlichen Gesundheit (z.B pathogene Bakterien oder Vektoren der Krankheit wie Moskitos) oder Arten haben, die kommerzielle Wichtigkeit haben (z.B Viehbestand und schneiden Sie Werke ab). Sekundärer Wert wird auf Arten gelegt, deren Genome helfen werden, auf wichtige Fragen in der molekularen Evolution (z.B der allgemeine Schimpanse) zu antworten.

In der Zukunft ist es wahrscheinlich, dass es noch preiswerter und schneller zur Folge ein Genom werden wird. Das wird ganze Genom-Folgen berücksichtigen, die von vielen verschiedenen Personen derselben Arten zu bestimmen sind. Für Menschen wird das uns erlauben, Aspekte der menschlichen genetischen Ungleichheit besser zu verstehen.

Beispiel-Genom-Projekte

Viele Organismen haben Genom-Projekte, die entweder vollendet worden sind oder kurz vollendet werden, einschließlich:

• Menschen, Homo Sapiens; sieh Humangenomprojekt
• Palaeo-Eskimosprache, ein alt-menschlicher
• Neandertaler, (teilweiser) "Homo neanderthalensis"; sieh Neandertalergenom-Projekt
• Allgemeine Höhlenbewohner von Chimpanzee Pan; sieh Genom-Projekt von Chimpanzee
• Innenkuh
• Rindergenom
• Genom von Honey Bee Sequencing Konsortium
• Menschliche microbiome planen
• Internationales Traubengenom-Programm
• Internationales Projekt von HapMap

Siehe auch

• Gemeinsames Genom-Institut
• Musterorganismus
• Nationales Zentrum für die Biotechnologie-Information
• Illumina, private Gesellschaft, die am Genom sequencing beteiligt ist
• Knome, private Gesellschaft, die Genom-Analyse & sequencing anbietet

Links

• GOLD:Genomes Datenbank von OnLine
• Genom-Projektdatenbank
• Das Protein-Namengeben-Dienstprogramm
• SUPERFAMILIE
• Die Seeigel-Genom-Datenbank
• NRCPB.