GENOM PROJELERĐ

Doç. Dr. Hilâl Özdağ

Genom Projeleri

• Dizileme• Klon kütüphaneleri• Stratejiler

– Genom Dizilemesi– Genom Dizilemesi• Tekrar eden DNA dizileri• Biraraya getirme (Assembly)

– PHRAP, PHRED,CONSED• Bitiş

• Boşlukların kapatılması

(Ureta-Vidal et al., Nature Review Genetics 2003)

DĐZĐLEMEDĐZĐLEME

• Đlgilenilen DNA’nın altklonlanması– Değişik “insert” boyutları

• Herbir klon– Büyür, DNAsaflaştırılır– Büyür, DNAsaflaştırılır– Dizileme reaksiyonu yapılır– Dizileme fragmentleri kapiller elektroforezle ayrıştırılıp lazer eksitasyonu ile tanımlanır.

– Reaksiyon başına 500-1000 bç okuma yapılabilir (bugünkü teknoloji ile)

VektörlerÇoklu klonlama

bölgesiinsert

Vektörler

• Plazmid (2kb)• Kozmid (40kb)• BAC (>= 100kb)• BAC (>= 100kb)• YAC (1Mb)

Kavramlar

• Fiziksel harita– Örtüşmeyen klonlar ((non)-overlapping clones)clones)

• Genetik harita– Moleküler belirteçler (marker)

Fiziksel harita

Genetik harita

Shotgun yaklaşımı

• Sanger et al., 1977• bacteriophage λ genomuna uygulandı(1980)(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 • Bir genomdan örtüşen/kesişen birçok fragmentler toplamak gerekir.

• Bir genom10x kez 500 bç’lik parçalar halinde okunduğunda 106 bç’de 1 boşluk olur.

Shotgun yaklaşımı

• L boyundaki bir DNA fragmenti: Bu fragmentin bir diğer kopyasını daha bulabilmemiz için genomun 4L bç olması gerekir. gerekir.

• Rasgele diziler– Đki okumanın 30 bç kesişmesi– Beklenen 430 >>>> 1.2X1018 bç.– 3 milyarlık bir genomda bu kesişmeyi bulmak pek de kolay değil.

Shotgun yaklaşımı

• DNA tekrar yapıları içerir• LINE• segmental duplikasyon (Samonte and

Eichler 2002)Eichler 2002)

Hiyerarşik YaklaşımKlon-Klon

• Genom 1.5Mb fragment’lere ayrılır• Fragmentler BAC ve YAC’lara klonlanır• Insertler > 100kb ve tekrar bölgelerinden daha büyüktür.daha büyüktür.

• Bu şekilde klonlar örtüşen/kesişen fragmentlerin tanımlanması ile bir kontig haline getirilip dizilenir.

Hiyerarşik YaklaşımKlon-Klon

• Klon kontiglerin biraraya getirilmesi

– Klon parmakizi yaklaşımı• Klonlanmış DNA fragmentinin yapısına dair • 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 veve Crick, MayCrick, Mayısıs 19531953

D N A

1865Gregor Mendel kalıtım kurallarının temellerini attı.

1953James Watson ve Francis Crick 1962yılında Nobel ile ödüllendirilen çalışmalarındayılında Nobel ile ödüllendirilen çalışmalarındaDNA’nın çift sarmal moleküler yapısınıaçıkladılar.

1975-1977Maxam-Gilbert ve Fred SangerDNA dizileme tekniğini geliştirerek Nobelikazandılar.

D N A

1990Đnsan Genom Projesi başlatıldı.ABD, Đngiltere, Japonya, Almanya, Fransa.

1996Maya (S. cerevisiae)genom projesi tamamlandı.Maya (S. cerevisiae)genom projesi tamamlandı.

1998Başkanlığını Craig Venter’ın yaptığıCelera genom projesine başladı.

D N A1998Bir yuvarlak solucanın, C. elegans, genom projesi nihayetlendi.Gelişim biyolojisinde devrim açan bu organizmailgili çalışmaları başlatan bilim adamları2002 yılı Nobel Tıp ödülünü aldılar.

20032003Đnsan genomunun dizilenmesi planlandığı üzere bitirildi.

2003Fugu cinsi Japon balıklarının genomprojesi sona erdi. (Đngiltere, 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

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

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

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]

Takifugu rubripes [Fugu 2.0] browse | what's new

Tetraodon nigroviridis [TETRAODON 7] 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