Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Eramedycynymolekularnejzłożonyprocesrozwojuoniepewnejprzyszłości?
kwestiątrudnejdookreśleniaprzyszłościiwymaga
spełnieniakilkupodstawowychpostulatów.
Tradycyjniepojmowanabiologiamolekularna
ibiochemiaanalizujepojedynczecząsteczkikwasów
nukleinowychibiałek,badaichbudowęiekspresję,
analizujeichwzajemneinterakcje.Takplanowane
badaniabiomedycznezakończyłysięsukcesem
wyznaczeniemstrukturyifunkcjiwieluskład-
nikówkomórkowychizpewnościąbędąjeszcze
przezlatakontynuowane.Zrozumienieprocesów
biologicznychkomórkiniebyłobyzresztąmożliwe
beznagromadzonejjużwiedzy,przypisującejfunk-
cjeposzczególnymskładowymkomórki.Niewątp-
liwązaletąbadańpojedynczychelementówjest
możliwośćanalizytysięcypróbekwkrótkimczasie.
Poznanieinadanieznaczeniaprocesombiologicz-
nymwskaligenomukomórkowegobędziemożliwe
jedyniewówczas,gdypowstanąwysokowydajne
iwpełnipowtarzalnemetodybadawczegenomiki,
transkryptomiki,proteomikiimetabolomiki.Kolej-
nośćwymienionychdyscyplinwynikanietylko
zkierunkuprzekazywaniainformacjigenetycznej
(odgenudofenotypu),aletakżezistniejących
możliwościanalitycznychorazichzłożonościtech-
nologicznej.Podczasgdyanalizapełnychsekwencji
genomowegoDNAjużjestmożliwa,pomiarymeta-
bolizmukomórkowegowskaligenomupozostają
wokresiebardzowczesnychopracowań.
Genetycznezróżnicowaniepomiędzy2niespo-
krewnionymiosobamijestocenianena0,1%sek-
wencjigenomowegoDNA,coskładasięnamiliony
genetycznychwariantówwskalipopulacjiczłowie-
ka.Znaczącaichliczbaprzypadanaróżnicewpoje-
dynczychnukleotydach.Polimorfizmpojedynczego
nukleotydu(SNPsinglenucleotidepolymorphism)
jestswoistązamianąnukleotyduwokreślonym
miejscusekwencjigenomu,żnicującąosobników
danejpopulacji.Polimorfizmypojedynczychnuk-
leotydówstanowiąok.90%polimorficznychloci
ludzkiegogenomu.Spośdblisko10000000ziden-
tyfikowanychSNP99%występujewniegenowych
fragmentachchromosomalnegoDNAczłowieka.
Oceniasię,żewobrębiesekwencjikodujących
zlokalizowanychjestjedynie50000SNP.Zdecydo-
waniewięcejSNPlokalizujesięwsekwencjach
niekodującychgenów(takichjakpromotorczy
introny).Gdypolimorfizmdotyczysekwencjikodu-
jącychgenów,może,choćniemusi,zmienićsens
zapisugenetycznego,agdydotyczyniekodującej
części,możezmieniaćpoziomekspresjigenu
lubdecydowaćoalternatywnymskładaniudoj-
rzałegotranskryptu.Profileekspresyjnegenów
mogąbyćmodyfikowanetakżeprzezzmianypoli-
morficznewsekwencjachmiędzygenowych.Poszu-
kiwaniaSNPwsekwencjachmiędzygenowych
użytecznewbadaniachklonowaniapozycyjnego
(genodpowiedzialnyzachorobęmożebyćziden-
13
tyfikowanynapodstawiejegochromosomalnejloka-
lizacjiwgenomie),przytworzeniumapgenów
odpowiedzialnychzachorobęlubwariantówgene-
tycznychchorób.
PowszechnebadaniezmiennościSNPiichwpły-
wunaprzebiegklinicznychorobywymagakilku
zdańomówienia.Polimorfizmwedługdefinicjinie
jestpojęciemtożsamymzmutacją,chociażobejmuje
miejscazmienne(heterogenne),arównocześnienie
dotyczyzmianewidentniewpływającychnaekspre-
sjęifunkcjędanegogenu.Gdyzmianawsekwencji
DNAmaściśleokreśloneznaczeniefunkcjonalne,
jestnazywanamutacją.Ponieważniezawszejest
możliwesprawdzenie,czyiwjakisposóbSNP
wpływająnapobliskiegeny,możnaużywaćterminu
,,polimorfizm’’takżewobeczmianypowiązanej
zokreślonymfenotypemchorobowym,przywyraź-
nymzastrzeżeniu,żestwierdzenieokreślonejzmiany
niewiążesięzestwierdzeniemdeterminantygenety-
cznejpowiązanejzokreślonąchorobą.Zewzględów
praktycznychpowiązaniadanegoallelapolimorfiz-
muwobrębieokreślonejpopulacjizezmianąfunk-
cjonalnądanegogenustanowiwyjściowąprzesłankę
doszczegółowegoporadnictwagenetycznego.
Spośród100000sekwencjimikrosatelitarnychge-
nomuczłowiekabadaniompoddanozaledwie10%.
Coprawda,zmianywsekwencjachmikrosatelitar-
nychzwykleniewpływająnapoziomekspresji
genów,alemogąbyćwykorzystywanewmolekular-
nejanalizieniestabilnościgenetycznej,zwłaszcza
wprzebieguchorobynowotworowej,orazjako
markerygenetycznepozycyjnegoklonowaniage-
nówtowarzyszącychchorobom.Delecjeiinsercje,
niebędącezmianamiSNP,stanowią<5%zmienno-
ścigenetycznejgenomuczłowiekaigdywystępują
wczęścikodującejgenu,bezwzględniezmieniają
jegozapisgenetyczny.Praktycznezastosowanie
innychpolimorfizmówjako,,markerów’’powiąza-
nychzezmianamifunkcjonalnymiwdanejpopulacji
jestzbliżonedoopisanegopowyżejdlaSNP.
CzybadaniaSNPznajdąpraktycznezastosowanie
wdiagnostycemolekularnejchorób?Obecnie,ze
względunaograniczeniatechnologiczne,SNP
poszukiwaneraczejwpojedynczychfragmentach
genomowegoDNA,aidealnymsposobemwykorzy-
staniaSNPwdiagnostycemolekularnejchoróboraz
wtworzeniutestówprognostycznychipredykcyj-
nychbyłabyichidentyfikacjawskaligenomu.
Dlategotrwająintensywnepracebadawczenad
nowymitechnologiamisekwencjonowaniaDNA,
któreumożliwiąsekwencjonowaniepełnychgeno-
mówwodpowiedniokrótkimczasieiprzyod-
powiednioniskichkosztach.Wwypadkuposzukiwa-
niaSNPnadużąskalęmożnatakżewykorzystywać
metodyanalizypośredniej,takiejakoligonukleo-
tydowemikromacierzeodużejgęstościczymetody
amplifikacjiDNAwPCRzwykorzystaniemswo-