Công nghệ gene : Các hệ gene và sự tiến hóa của chúng part 2

Tìm hiểu các gen và các sản phẩm của gen ở cấp độ sinh học hệ thốngSức mạnh đầy ấn tượng của các công cụ sinh tin học và máy tính cho phép các nhà khoa học giờ đây có thể nghiên cứu toàn bộ các gen thuộc các bộ nhiễm sắc thể và sự tương tác của chúng với nhau, cũng như có thể so sánh hệ gen từ các loài khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ gene : Các hệ gene và sự tiến hóa của chúng part 2sù thay ®æi cña kiÓu h×nh, qua ®ã x¸c ®Þnh chøc n¨ng cña gen.ARNi, ®−îc m« t¶ ë Ch−¬ng 20, lµ mét vÝ dô vÒ kü thuËt phßngthÝ nghiÖm ®−îc dïng ®Ó bÊt ho¹t chøc n¨ng cña gen.T×m hiÓu c¸c gen v c¸c s¶n phÈm cñagen ë cÊp ®é sinh häc hÖ thèngSøc m¹nh ®Çy Ên t−îng cña c¸c c«ng cô sinh tin häc vµ m¸ytÝnh cho phÐp c¸c nhµ khoa häc giê ®©y cã thÓ nghiªn cøu toµnbé c¸c gen thuéc c¸c bé nhiÔm s¾c thÓ vµ sù t−¬ng t¸c cñachóng víi nhau, còng nh− cã thÓ so s¸nh hÖ gen tõ c¸c loµikh¸c nhau. HÖ gen häc lµ mét tµi nguyªn th«ng tin phong phóvµ chuyªn s©u cã thÓ tr¶ lêi c¸c c©u hái c¬ b¶n vÒ c¸ch tæ chøccña c¸c hÖ gen, vÒ sù ®iÒu hßa sù biÓu hiÖn c¸c gen, vÒ c¸c qu¸tr×nh sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn, kÓ c¶ tiÕn hãa. Nh÷ng thµnh c«ng trong lÜnh vùc gi¶i tr×nh tù c¸c hÖ gen vµkh¶ n¨ng nghiªn cøu toµn bé c¸c gen thuéc c¸c bé nhiÔm s¾cthÓ kh¸c nhau ®· thóc ®Èy c¸c nhµ khoa häc nç lùc nghiªn cøumét hÖ thèng t−¬ng tù c¸c bé protein ®Çy ®ñ (proteom) ®−îcm· hãa t−¬ng øng bëi c¸c hÖ gen, tõ ®ã h×nh thµnh nªn métlÜnh vùc nghiªn cøu míi gäi lµ hÖ protein häc (proteomics).C¸c protein, chø kh«ng ph¶i c¸c gen m· hãa chóng, trong thùctÕ thùc hiÖn phÇn lín c¸c ho¹t ®éng sèng cña tÕ bµo. V× vËy, ®Ó C¸c proteint×m hiÓu sù biÓu hiÖn chøc n¨ng sinh häc cña c¸c tÕ bµo vµ c¬thÓ, chóng ta ph¶i t×m hiÓu c¸c protein ®−îc t¹o ra khi nµo vµ 뮩u trong mçi c¬ thÓ, còng nh− viÖc chóng t−¬ng t¸c víi nhauthÕ nµo trong c¸c m¹ng l−íi t−¬ng t¸c ph©n tö.C¸c hÖ thèng ®−îc t×m hiÓu thÕ nµo: mét vÝ dôC¸c lÜnh vùc hÖ gen häc vµ hÖ protein häc cho phÐp c¸c nhµsinh häc tiÕn hµnh c¸c nghiªn cøu vÒ sù sèng ë qui m« ngµycµng réng lín vµ theo xu h−íng toµn cÇu. B»ng viÖc sö dôngc¸c c«ng cô mµ chóng ta ®· m« t¶, c¸c nhµ sinh häc ®· b¾t ®Çu H×nh 21.5 Sinh häc hÖ thèng tiÕp cËn c¸c t−¬ng t¸ctËp hîp c¸c d÷ liÖu vÒ c¸c gen vµ c¸c protein, tøc lµ liÖt kª tÊtc¶ c¸c “cÊu phÇn” tham gia vµo viÖc ®iÒu hµnh c¸c ho¹t ®éng protein. B¶n ®å t−¬ng t¸c protein tæng thÓ nµy hiÓn thÞ mét tËpcña tÕ bµo, m« vµ c¬ thÓ. Víi tËp hîp c¸c d÷ liÖu nh− vËy, c¸c hîp con cña c¸c t−¬ng t¸c nhiÒu kh¶ n¨ng nhÊt (®−êng kÎ nèi)nhµ nghiªn cøu cã thÓ chuyÓn mèi quan t©m cña hä tõ mçi cÊu tõ 2300 protein (vßng trßn nhá) ë ruåi Drosophila. Ba mµu nÒn kh¸c nhau trªn b¶n ®å t−¬ng øng víi vÞ trÝ chung cña mçiphÇn ®¬n lÎ sang sù biÓu hiÖn chøc n¨ng ë d¹ng tæ hîp gåm protein: mµu xanh lôc lµ nh©n, xanh lam lµ tÕ bµo chÊt vµ vµngnhiÒu cÊu phÇn ë c¸c cÊp ®é cña hÖ thèng sinh häc. Nhí l¹i ë lµ mµng sinh chÊt. C¸c protein ®−îc “m· hãa” b»ng mµu t−¬ngCh−¬ng 1, chóng ta ®· ®Ò cËp ®Õn “sinh häc hÖ thèng” lµ lÜnh øng víi vÞ trÝ ®Þnh vÞ trong tÕ bµo ®Æc thï cña chóng; vÝ dô, c¸cvùc m« h×nh hãa c¸c biÓu hiÖn ho¹t ®éng n¨ng ®éng cña c¸c hÖ vßng trßn mµu xanh lôc lµ c¸c protein trong nh©n.thèng sinh häc toµn bé. Mét øng dông c¬ b¶n cña h−íng nghiªn cøu sinh häc hÖthèng lµ x¸c ®Þnh ®−îc c¸c m¹ch nèi tiÕp gi÷a c¸c gen vµ c¸cm¹ng l−íi t−¬ng t¸c cña c¸c protein. Ch¼ng h¹n nh−, ®Ó x©y øng dông sinh häc hÖ thèng trong y häcdùng ®−îc s¬ ®å m¹ng l−íi t−¬ng t¸c gi÷a c¸c protein ë ruåiDrosophila nh− ®−îc nªu ë Ch−¬ng 1, c¸c nhµ nghiªn cøu ®· Dù ¸n Atl¸t HÖ gen Ung th− lµ mét vÝ dô kh¸c vÒ sinh häc hÖb¾t ®Çu tõ trªn 10.000 b¶n phiªn m· ARN dù ®o¸n. Sau ®ã, thèng mµ ë ®ã ng−êi ta ®ång thêi tiÕn hµnh ph©n tÝch mét sèb»ng c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tö, hä ®· kiÓm tra sù t−¬ng t¸c gi÷a lín c¸c gen vµ s¶n phÈm cña gen t−¬ng t¸c víi nhau. Dù ¸n nµytoµn bé hoÆc mét phÇn c¸c s¶n phÈm protein thu ®−îc c¸c b¶n ®Æt d−íi sù chØ ®¹o phèi hîp cña ViÖn Ung th− Quèc giaphiªn m· nµy. B»ng viÖc sö dông c¸c phÐp ph©n tÝch thèng kª (Mü)vµ NIH nh»m t×m hiÓu nh÷ng thay ®æi trong c¸c hÖ thèng®Ó chän ra c¸c mèi t−¬ng t¸c cã sè liÖu thuyÕt phôc nhÊt, hä ®· sinh häc dÉn ®Õn sù ph¸t sinh ung th−. Trong giai ®o¹n 3 n¨mt×m ra kho¶ng 4700 lo¹i protein biÓu hiÖn tham gia vµo 4000 thö nghiÖm dù ¸n (tõ 2007 ®Õn 2010), c¸c nhµ nghiªn cøu tËpmèi t−¬ng t¸c kh¸c nhau. Mét phÇn trong nh÷ng mèi t−¬ng t¸c trung ph©n tÝch ba lo¹i ung th− lµ ung th− phæi, ung th− buångnµy ®−îc minh häa ë d¹ng s¬ ®å trªn H×nh 21.5; chi tiÕt cã thÓ trøng vµ u nguyªn bµo ®Öm (glioblastoma) th«ng qua viÖc t×m®−îc nh×n dÔ h¬n ë hai h×nh phãng to bªn d−íi. §Ó cã thÓ xö lý hiÓu sù kh¸c nhau trong tr×nh tù cña c¸c gen vµ s ...