GENOM PROJELERİ
Prof. Dr. Hilâl Özdağ
Genom Projeleri
• Dizileme
• Klon kütüphaneleri
• Stratejiler
– Genom Dizilemesi
• Tekrar eden DNA dizileri
• Biraraya getirme (Assembly)
– PHRAP, PHRED,CONSED
• Bitiş
• Boşlukların kapatılması
(Ureta-Vidal et al., Nature Review Genetics 2003)
DİZİLEME DİZİLEME
• İlgilenilen DNA’nın altklonlanması
– Değişik “insert” boyutları
• Herbir klon
– Büyür, DNAsaflaştırılır
– Dizileme reaksiyonu yapılır
– Dizileme fragmentleri kapiller elektroforezle ayrıştırılıp lazer eksitasyonu ile tanımlanır.
– Reaksiyon başına 500-1000 bç okuma yapılabilir
(bugünkü teknoloji ile)
Vektörler
Çoklu klonlama bölgesi
insert
Vektörler
• Plazmid (2kb)
• Kozmid (40kb)
• BAC (>= 100kb)
• YAC (1Mb)
Kavramlar
• Fiziksel harita
– Örtüşmeyen klonlar ((non)-overlapping clones)
• Genetik harita
– Moleküler belirteçler (marker)
Fiziksel harita
Genetik harita
Shotgun yaklaşımı
• Sanger et al., 1977
• bacteriophage genomuna uygulandı (1980)
• 1980’lerde:- plazmid, kloroplast, virusler, kozmidler
• 1990’larda:- mitokondri/BAC/bakteri
• Küçük prokaryotik genomlarda başarılı
Shotgun yaklaşımı
• Rasgele fragmentlerin
dizilenmelerinin ardından yapboz misali biraraya getirilmeleri
• Bir genomdan örtüşen/kesişen birçok fragmentler toplamak gerekir.
• Bir genom10x kez 500 bç’lik parçalar halinde okunduğunda 10
6bç’de 1
boşluk olur.
Shotgun yaklaşımı
• L boyundaki bir DNA fragmenti: Bu fragmentin bir diğer kopyasını daha bulabilmemiz için
genomun 4
Lbç olması gerekir.
• Rasgele diziler
– İki okumanın 30 bç kesişmesi – Beklenen 4
30>>>> 1.2X10
18bç.
– 3 milyarlık bir genomda bu kesişmeyi bulmak
pek de kolay değil.
Shotgun yaklaşımı
• DNA tekrar yapıları içerir
LINE
segmental duplikasyon (Samonte and
Eichler 2002)
Hiyerarşik Yaklaşım Klon-Klon
• Genom 1.5Mb fragment’lere ayrılır
• Fragmentler BAC ve YAC’lara klonlanır
• Insertler > 100kb ve tekrar bölgelerinden daha büyüktür.
• Bu şekilde klonlar örtüşen/kesişen
fragmentlerin tanımlanması ile bir kontig
haline getirilip dizilenir.
Hiyerarşik Yaklaşım Klon-Klon
• Klon kontiglerin biraraya getirilmesi
– Klon parmakizi yaklaşımı
• Klonlanmış DNA fragmentinin yapısına dair bilgi.
• Parmakizindeki örtüşmeler tanımlanabilir.
• Restriksiyon paternleri; Tekrar eden DNA
parmakizleri; Tekrar eden DNA PCR; STS
haritalama
Flow sorting: özgül kromozomlar
Watson Watson ve ve Crick, May Crick, May ıs ıs 1953 1953
D N A
1865 Gregor Mendel
kalıtım kurallarının temellerini attı.
1953 James Watson ve Francis Crick 1962
yılında Nobel ile ödüllendirilen çalışmalarında DNA’nın çift sarmal moleküler yapısını
açıkladılar.
1975-1977
Maxam-Gilbert ve Fred Sanger
DNA dizileme tekniğini geliştirerek Nobeli
kazandılar.
D N A
1990 İnsan Genom Projesi başlatıldı.
ABD, İngiltere, Japonya, Almanya, Fransa.
1996 Maya (S. cerevisiae)
genom projesi tamamlandı.
1998 Başkanlığını Craig Venter’ın yaptığı
Celera genom projesine başladı.
D N A
1998 Bir yuvarlak solucanın, C. elegans, genom projesi nihayetlendi.
Gelişim biyolojisinde devrim açan bu organizma ilgili çalışmaları başlatan bilim adamları
2002 yılı Nobel Tıp ödülünü aldılar.
2003 İnsan genomunun dizilenmesi planlandığı üzere bitirildi.
2003 Fugu cinsi Japon balıklarının genom projesi sona erdi.
(İngiltere, ABD, Singapur)
Mammals
Homo sapiens [NCBI 35]
browse | what's new | Vega
Pan troglodytes [CHIMP1]
browse | what's new
Macaca mulatta [Mmul 0.1]
browse pre! site
Mus musculus [NCBI m34]
browse | what's new | Vega
Rattus norvegicus [RGSC 3.4]
browse | what's new
Canis familiaris [CanFam1.0]
browse | what's new | Vega
Bos taurus [Btau 1.0]
browse | what's new | pre! [Btau 2.0]
Other chordates
Gallus gallus [WASHUC1]
browse | what's new
Xenopus tropicalis [JGI 3]
browse | what's new
Danio rerio [WTSI Zv5]
browse | what's new | Vega
Takifugu rubripes [Fugu 2.0]
browse | what's new
Tetraodon nigroviridis [TETRAODON 7]
browse | what's new
Other eukaryotes
Drosophila melanogaster [BGDP 4]
browse | what's new
Anopheles gambiae [MOZ 2]
browse | what's new
Apis mellifera [Amel 2.0]
browse | what's new
Caenorhabditis elegans [WS140]
browse | what's new
Saccharomyces cerevisiae [SGcurrent browse | what's new
Ciona intestinalis [JGI 1.95]
browse | what's new
Monodelphis domestica [MonDom2]
browse pre! site
Ensembl
