Eukariot organizmlar gen strukturalarini bashorat qilish

Biologik ma’lumotlarni qayta ishlash vositalari
Biologik ma’lumotlarni qayta ishlovchi vositalar jamlanmasi yetarlicha. Bu yerga
nukleotid va aminokislota ketma –ketliklarini solishtiruvchi, juft va ko‘plab
tenglashtiruvchi dasturlar, oqsillarning ikkilamchi va uchlamchi strukturalarini
taxmin qiluvchi va yana boshqa ko‘plab dasturlarni kiritish mumkin.
Komersion ma’lumot bazalaridan eng sifatlilari foydalanuvchilarga ma’lumotlarni
to‘liq qayta ishlash imkonini beruvchi vositalar tarmog‘ini (GCG, DNAS1S va
boshqalar.) taklif etib, yirik biologik markazlar va laboratoriyalarda qaysidir
darajada qo‘llanib kelinadi, bunday dasturiy vositalarni narxi tahminan bir necha
ming dollarni tashkil etadi.

---

---

Bioinformatikada ko‘plab masalalarni hal etishda bepul dasturiy vositalar ham

mavjud bo‘lib, ularni internet tarmog‘i olib yuklab olib, lokal kompyuterga
joylashtirish mumkin. Biologik ma’lumotlarni intensif va uzluksiz ravishda qayta
ishlaganda esa tarmoqga bog‘liq bo‘lmagan dasturlarni o‘rnatish maqsadga
muvofiq xisoblanadi. Biologlar uchun olish mumkin bo‘lgan dasturiy vositalar
haqidagi axborotni BioCatalog (EBI) orqali topish mumkin.
Ma’lumotlarni qayta ishlashda on-line vositalar alohida etiborga molik xisoblanib,
ular biror ishni amalga oshirish uchun qo‘shimcha dastur yuklash ishlarini talab

---

---

qilmaydi. Shuning uchun qadar murakkab bo‘lmagan masalalarni xal etuvchi

biologik laboratoriyalar uchun masalarni xal etishda internet tarmog‘ining
mavjudligining o‘zi kifoyadir.
Genomi to‘liq tahlil etilgan turlar. Bu mavzuda tirik organizmlar genom
tadqiqotlarini birlashtiruvchi internet resurslari xaqida so‘z yuritiladi. Genomi
tahlil etilgan birinchi eukariot organizmlar hamirturush achitqisi Sacharamyces
sereviciae (1996) va yumaloq chuvalchang Cayenorhabditis elegans (1998)
bo‘lgan. 2000 yilda Drosophila melanogaster meva pashshasi to‘liq tahlil etilgan
va FlyBase (http://flybase.bio.indiana.edu/) ma’lumotlar bazasi shu pashsha
genomining struktur –funksional axborotlari va fenotipiga bag‘ishlangan. Bu
drozofila pashshasining birinchi murakkab tuzilgan ko‘p hujayrali organism va
genetikaning klassik ob’ekti bo‘lganligi bilan aloqador. Shu bilan bir qatorda
aynan drozofilaning alohida genlari, gen guruhlari, xromasoma tuzilishi va
vazifalarni amalga oshirishi bo‘yicha katta miqdorda ma’lumotlar to‘plangan.
Yuqoridagilarga asoslangan holda aynan FlyBase genom ma’lumotlar tizim
shakllanishida namuna etib olingan. Biror genom haqida so‘z yuritilganda uning
to‘liq nomini atash joiz ekanligini ham unutmaslik kerak. Misol uchun
drozofilaning “melanogaster” turidan tashqari Drosophila pseudoobssura turning
ham genom ketma –ketligi to‘liq sekvenirlangan.
FlyBase ma’lumotlar bazasinig asosiy oynasi orqali alohida genlar tavsifiga
bag‘ishlangan bo‘limga o‘tib, ushbu genlarning genomda joylashgan o‘rni,

---

---

strukturasi, turli allellarning fenotipda namoyon bo‘lishi haqida ma’lumotga ega

bo‘lsa bo‘ladi. Har bir gen varaqasida o‘sha genga doir bo‘lgan nukleotid ketma –
ketliklari bo‘yicha ma’lumotlar bazadiga yo‘naltirgichlar jamlangan. Bundan
tashqari o‘sha varaqalarga mos keluvchi aminokislota ketma ketliklari ma’lumotlar
bazasiga, pashsha rivojlanish bosqichlari, tashqi va ichki tuzilishiga doir rasmlarga,
genlarning xromasomada joylashgan o‘rni to‘g‘risida tushuncha xosil qilish
imkonini beruvchi grafik ilovalarga va yana bir qator boshqa kataloglarga ham
yo‘naltirgichlar bor.
Drosophila melanogaster genomining sekvenirlanishi va annotatsiyalanishiga
bag‘ishlangan loyixa saytini bilan to‘liqroq tanishib chiqamiz Yaqin yillargacha
ushbu loyixa genom ketma ketligini taxlil etuvchi va ushbu taxlil natijalarini
vizuallashtiruvchi dasturlarni ishlab chiqish bo‘yisha etakchi hisoblanar edi. 1999
yilda ushbu loyixaning tashabbusi bilan ketma –ketligi o‘rganilmagan genomlarni
taxlil etish, ya’ni ularning annotatsiyasi, aniqlangan oqsil ketma –ketliklari
bo‘yicha o‘hshash tomonlarini namoyon etuvchi usullarini ishlab chiqarish bilan
shug‘ullanuvchi 12 dan ortiq tadqiqot guruxlari o‘rtasida GASP (Genome
Annotation Assessment in Drosophila melanogaster) bellashuvi o‘tkaziladi. Ushbu
solishtirma tahlil natijalariga asoslangan holda genlar qidiruvi va istalgan organism
genomini struktur –funksional annotatsiyasi uchun mezonlar bo‘yicha nisbatan
sezgirligi yuqori va spetsifik bo‘lgan dasturlar ishlab chiqarilgan.
Vizuallashtirish vositalaridan biri - Drosophila melanogaster genomining tavsifi
bo‘lib, ma’lumotlarni xromasoma bir yelkasidan boshlab olish mumkin bo‘ladi.
Avval biror bir xromasoma tanlanadi, so‘ngra uni lokuslarini yanada aniqlashtirish
orqali sharoit yoki biror bir gen tuzilishini o‘rganish mumkin bo‘ladi. Shu bilan bir
qatorda BAC-vektorda klonlashtirilgan alohida ketma –ketliklarni ko‘rib chiqish
orqali kontig (ya’ni uzunligi butun xromasoma uzunligiga teng bo‘lgan, qayta

---

---

tiklangan nukleotid ketma -ketligi) qanday yo‘l bilan xosil qilinganligini kuzatish

va qayta tiklash sifatiga ishonch hosil qilish mumkin bo‘ladi.
Genom struktur komponentlarini vizuallashtirish vositalaridan biri – FlyBase
Genome Browser (http://www.fruitfly.org/sgi-bin/annot/browse). U interaktiv
holatda qandaydir bir genning tuzilishi, BAC-klonlarni, transpozon elementlarini
joylashishi o‘rganish imkonini beradi.

Qoidaga ko‘ra bunday vizuallashtirgichlar tadqiqotning talabi va

chiqarilayotgan grafik axborotlarning vaziyatga bog‘liq ravishda moslanishiga
ko‘ra genom elementlari menyusi bilan ta’minlanadi. Bugungi kunda bu kabi
menyular istalgan genom ma’lumotlar bazasi uchun asosiy qism hisoblanmoqda.
Endi boshqa model organizmlarga bag‘ishlangan genom ma’lumotlar
bazasiga to‘xtalamiz. WormBase – Cayenorhabditis elegans nematodasi (to‘garak
chuvalchang) genlari struktura va funksiyasiga doir integratsiyalangan ma’lumotlar

---

---

bazasi (reyez://www. wormbase.org). Ushbu organizm yaqin yillarda genetik

ob’ekt organizmlar qatoriga qo‘shilgan bo‘lsada, tuzilishining soddaligi va
rivojlanishining o‘ziga hosligi uni yetakchi tadqiqot ob’ektlari qatoriga olib chiqdi.
Gap shundaki, nematodalarning rivojlanishi aniq determinatsiyalangan, ya’ni
birinchi kundan boshlab xar bir hujayraning taqdiri aniq belgilab qo‘yilgan va
bo‘linish miqdori hamda xar bir organdagi hujayralarning miqdori chegaralangan -
1000 tadan sal ortiq. Nematodaning bunday tuzilishi uni molekular mexanizmlari,
ayniqsa hujayralararo ta’sirlanishlar va signal yo‘llarini oson aniqlash imkonini
beradi.
WormBase ma’lumotlar bazasida maxsus savollarni o‘rganish imkonini
beruvchi ma’lumotlarning probazalari yoki yo‘ldosh bazalariga yo‘naltirgichlarni
ham ko‘rishimiz mumkin bo‘ladi. Barcha bazalar bo‘yicha sodda va murakkab
qidiruvni amalga oshiruvchi vositlar bor.
Cayenorhabditis elegans genomi struktur komponentlari xosil qiluvchilarni
ko‘rib chiqamiz. Qandaydir bir geni va qo‘shni genlarning tuzilishi yoki 3’- gen
soxalarini ajratib olish mumkin. Barcha rasmlar interaktiv hisoblanganligi uchun
ta’minlangan yo‘naltirgichlar bo‘yicha tanlangan ob’ektni tavsiflovchi saxifaga
o‘tishi mumkin bo‘ladi.
Yuksak tuzilgan umurtqasiz hayvonlarga doir ma’lumotlar bazasi sharxini
yakunlash uchun ikki qanotlilar (Diptera) genomiga aloqador informatsion
resurslar bilan tanishib chiqaylik. Yashash joyi nuqtai nazaridan ko‘plb ikki
qanotlilar: pashsha va chivinlar katta tibbiy axamiyatga ega. Hususan bu
hashorotlar faqatgina qon so‘ribgina qolmasdan, ko‘plab havfli kasalliklarni ham
qo‘zg‘atuvchilari sanaladi. Birgina bezgak kasalligi bilan chorak milliard yer
axolisi kasallangan. Shu sababli, ikkinchi bo‘lib genomi tahlil qilingan ikki qanotli
organism- Afrikada bezgak kasalligini qo‘zg‘atuvchi Anopheles gamibiae bo‘lgan.
Mosquito Genomes esa bir qator muxim axamiyatga ega bo‘lgan tashuvchilarning
genom proyektlari, tibbiy-genetik ma’lumot bazalari va xokazolar uchun
yo‘naltirgichlarni o‘zida jamlagan internet resursi hisoblanadi. Shundan kelib
chiqqan holda bezgak kasalligini tashuvchi Alveolata tipiga kiruvchi bir hujayrali
sodda organizm Plasmodium falsiparum genomi ham 2000 yilda to‘liq
sekvenirlangan.
AnoBase-ma’lumotlar bazasi Anopheles gamibiaega doir genom va biologik
axborotlarni saqlaydi. Bu ma’lumotlar bazasida ham genetic harita, birlamchi
ketma –ketliklar, gen ko‘rsatkichi kabilarga yo‘naltirgichlar joylashgan.

---

---

O‘simlik genomiga bag‘ishlangan ma’lumot bazalari bilan ham tanishib

chiqaylik. Arabidopsis thaliana krestguldoshlar oilasiga kiruvchi bu o‘simlik hech
qanday qishloq ho‘jalik axamiyatiga ega emas. Lekin o‘simlik organizmlari
rivojlanishining genetik mexanizmlari va to‘qima va organlarning bajaradigan
vazifasi, ayniqsa gullash tog‘risidagi dastlabki tasavvurlar aynan shu osimlik
yordamida paydo bo‘lgan.
Ushbu o‘simlik genomining sekvenirlanishi 2000 yilda Arabidopsis thaliana
genomining sekvenirlanishi va annotatsiyasi bo‘yicha xalqaro loyixa - Arabidopsis
Genome Initiative qoshida amalga oshirilgan. Ma’lumotlar bazasi yoki TAIR (The
Arabidopsis Information Resource) gen yo‘naltirgichi yordamida ushbu o‘simlik
haqida to‘liq ma’lumotga ega bo‘lish mumkin bo‘ladi..
Qishloq ho‘jaligi axamiyatiga ega bo‘lgan ko‘plab o‘simlik organizmlari
yirik agrotexnik firmalarning kuch va vositalari yordamida genom ketma –ketligi
tahliliga jalb etilmoqda. Bu kabi o‘simliklar qatoriga guruch – Oryza sativa, beda –
Medicago truncatula, bug‘doy – Triticum aestivum, arpa – Hordeum vulgare, soya
– Glysine max, makkajohori- Zea mayslarni kiritish mumkin.
E’tiborimizni xordali ya’ni umurtqali hayvonlar genomiga bag‘ishlangan
axborot resurslariga qarataylik. Dastlab sodda tuzilgan xordali hayvonlar genom
ketma –ketligi tahlil etila boshlagan. Masalan, Siona intestinalis assidiyasi va
ignatanali dengiz tipratikani kabi organizmlar genetik tadqiqotlarda keng qo‘llanib
kelinadi.

---

---

Sodda tuzilgan umurtqali organizmlar orasida akvarium balig‘i – Danio

rerioning genomi tahlil etilgan. Tahlil natijalari va genning vazifalari to‘g‘risidagi
ma’lumot esa ZFIN (The Zebrafish Information network) ma’lumotlar bazasida
jamlangan.
Endi yuksak tuzilgan organizmlardan sut emizuvchilar sinfiga kiruvchi uy sichqoni
– Mus Musculus genom resurslari bilan tanishib chiqaylik. Uy sichqonining genom
tahlilini qoralama variant 2002 yilda tayyor bo‘lgan edi.
Bu organizm ko‘p vaqtdan beri molekular va umumiy genetika, tibbiyot genetikasi
va ayniqsa inson bilan bog‘liq bo‘lgan xodisalarni tadqiq etishda model organizm
sifatida qo‘llanib keladi. Bundan tashqari sichqon oziq –ovqat, parfyumeriya,
farmakologik vositalarini sinab ko‘richda ham standart ob’ekt sanaladi.
Uy sichqonining genetika, genomika va biologiyasi haqida axborotga Mouse
Genome Informatics (MGI) orqali ega bo‘lish mumkin.
Endi yuksak tuzilgan organizmlardan sut emizuvchilar sinfiga kiruvchi uy
sichqoni – Mus Musculus genom resurslari bilan tanishib chiqaylik. Uy
sichqonining genom tahlilini qoralama variant 2002 yilda tayyor bo‘lgan edi.
Bu organizm ko‘p vaqtdan beri
molekular va umumiy genetika, tibbiyot
genetikasi va ayniqsa inson bilan bog‘liq
bo‘lgan xodisalarni tadqiq etishda model
organizm sifatida qo‘llanib keladi.
Bundan tashqari sichqon oziq –ovqat,
parfyumeriya, farmakologik vositalarini
sinab ko‘richda ham standart ob’ekt sanaladi.
Uy sichqonining genetika, genomika va biologiyasi haqida axborotga Mouse
Genome Informatics (MGI) orqali ega bo‘lish mumkin.

---

---

Inson genomi ketma –ketligini tahlil etish loyixasi (ingl. The Human

Genome Project, HGP) — xalqaro ilmiy –tadqiqot loyixasi bo‘lib, DNKni tashkil
etuvchi nukleotidlar ketma –ketligini aniqlash va inson genomidagi 30,000-40,000
genlarni namoyon etish uning asosiy vazifasi hisoblanadi.
Ushbu loyiha 1990 yilda AQSH Milliy sog‘liqni saqlash markazi qoshida
Jeyms Uotson raxbarligi ostida boshlangan edi. 2000 yilda genom strukturasining
qoralama varianti, 2003 yilda esa to‘liq variant ommaga namoyish etilgan edi.
Ammo ba’zi gen sohalari ustida tadqiqot ishlari hozirgi kungacha davom etib
kelmoqda. Inson genomi ketma –ketligini tahlil etish bo‘yicha halqaro loyihadan
tashqari yana bir qator shaxsiy kompaniyalar ham tadqiqot ishlarini olib borishgan.
Masalan: Selera Genomics kompaniyasi o‘z ishini halqaro loyixaga nisbatan avval
tamomlagan. Sekvenirlash ishlarining asosiy xajmi AQSH, Kanada va Buyuk
Britaniya universitet va tadqiqot markazlarida amalga oshirilgan edi.
Loyixa ochilishidan bir oz vaqt o‘tib, 1999 yilda Inson genomini o‘rganish
bo‘yicha halqaro loyixa (HUGO‚ Human Genome Project) yuzaga keladi. “Inson
genomi” loyixasi insoniyat tarixidagi eng qimmat va axamiyati bo‘yicha muxim
sanalgan loyixalardan biri xisoblanadi. 1990 yilda ushbu loyixaga umumiy xolda
60 mln. dollar sarf etilgan bo‘lsa, 1998 yilda birgina AQSH hukumatining o‘zi 253
mln. mablag sarflaydi, hususiy kompaniyalarniki esa undan ham ko‘p. HUGOning
markaziy ofisi Vashington yaqinidagi Betes shaxrida joylashgan va sog‘liqni
saqlash institutlari qatoriga kiradi. Bu markaz 6 ta davlatning ilmiy ishlarini
jamlagan: Germaniya, Angliya, Fransiya, Yaponiya, Xitoy va AQSH. Xozirgi
kunga kelib genomika bo‘yicha 20 dan ortiq laboratoriyalar mavjud va HUGO
vakillarining soni 50.dan ortiq davlatni tashkil etadi.

---

---

Loyixaning asosiy maqsadi inson genomi tuzilishini tahlil etish bo‘lsada, loyiha

doirasida yana boshqa bir qator organizmlar genomi ham tahlil etilgan, bu kabi
organizmlar qatoriga bakteriya, meva pashshasi va uy sichqoni kabi sut emizuvchi
hayvonlar kirgan. Dastlab inson genomi gaploid to‘plamida saqlanuvchi uch
milliarddan ortiq ketma –ketliklarni aniqlash rejalashtirilgan bo‘lsada, keyinchalik
bir qator guruhlar inson genomining diploid toplamini sekvenirlash taklifi bilan
chiqishgan.
Genom loyixasining dastlabki qadamlaridayoq dunyo olimlari qo‘lga
kiritilgan yangiliklarning ochiqligi to‘g‘risida bir qarorga kelishadi, ya’ni yangi
axborotlardan barcha ishtirokchilar, ularning loyixga qo‘shgan xissasidan qatiy
nazar foydalanishlari mumkin. Biror bir laboratoriya qandaydir DNK
fragmentining nukleotid ketma –ketligini yahlil etib, uni AQSHdagi markaziy
ma’lumotlar bazasiga yo‘llaydi. Bioinformatika bilan shug‘ullanuvchi olimlar esa
shu kabi ma’lumotlar bazasida joylashgan axborotlardan o‘z xisob ishlarida
foydalanadilar. “Inson genomi” loyixasiga a’zo davlatlar inson xromasomalarini
o‘zoro taqsimlab olishgan. Misol uchun, Rossiya 3, 13 va 19-xromasomalar tahlili
bilan shug‘ullangan.
Xozirda ma’lumotlar bazasida inson va boshqa organizmlar genomiga
tegishli milliardlab nukleotid juftlari joylashtirilgan. Bunday ulkan axborotlar
ustida ko‘plab tahlil ishlarini olib boorish kerak: biror genning boshlanish va
tugash uchastkalari qayerda joylashganligini, boshqaruvchi uchastkalarni taxmin
qilish vxk. Genom ketma –ketligini tahlil etish kitobni harflab o‘qish bilan barobar,
genni topish so‘zning qanday yasalishini tushunish bilan barobar. Tahlil etilgan
ketma –ketlikning ishonchlilik darajasi bugungi kunda 85%ni tashkil etadi.
Bioinformatika boshlang‘ich axborotni beradi. Ushbu ma’lumot keyinchalik
tadqiqotlarda tekshirib ko‘riladi. Bioinformatika genning joylashgan o‘rni xaqida
taxminlarni taqdim etsa, tadqiqotchi olim esa shu fragmentni ajratib olib,
xaqiqatdan ham aytilgan oqsil sinteziga javobgar ekanligini tekshirib ko‘radi.
Ba’zan bioinformatiklar taxmini yanglish chiqishi ham mumkin.
Ma’lum bo‘lishicha har hil millatlarning genomida ham o‘ziga hosliklari bor
ekan, yani insonning genomi bo‘yicha uning qaysi millat vakili ekanligi xaqida
ma’lumotga ega bo‘lsa bo‘ladi. Bunday yondashuv bioinformatikani tarix,
lingvistika, arxeologiya bilan bog‘laydi xamda millatlarning qaysi millatlar bilan
bog‘liqligini ko‘rsatadi. Misol uchun, slavyanlar (ruslar) ona tomondan (asosan
bolaga ona tomondan o‘tuvchi mitoxondriya DNKsi orqali o‘rganiladi) nemislarga
yaqin turadi. Y-xromasomani o‘rganish ustida olib borilayotgan izlanishlar ota

---

---

tomonidan kim bilan qarindosh ekanligi to‘g‘risida ham ma’lumotlarga ega bo‘lish

imkonini beradi.
Eng avvalo, etnik kelib chiqishiga qarab dori bositalarini tanlash mumkin
bo‘ladi. Chunki ko‘pkina belgilar insonning qaysi etnik guruxga talluqli ekanligi
bilan bog‘liq ravishda o‘xshash bo‘ladi. Shuning uchun bu kabi tadqiqotlar
qiziqarli bo‘lishidan tashqari kelajakda individual tibbiyot uchun ham asos bo‘lishi
mumkin. Genomikani chuqur o‘rganish orqali kassalliklarni davolashdan tashqari
ularni oldini olish ham mumkin bo‘ladi.
Xar bir somatik hujayrada 23 juft xromasoma bo‘ladi: xar bir xromasomaga
bittadan DNK molekulasi to‘g‘ri keladi. Bitta hujayradagi 46 ta DNK
molekulasining umumiy uzunligi 2 m.ni tashkil etadi, nukeotid juftlarining miqdori
6.4 mlrd.ni tashkil etadi. Odam tanasidagi DNKning (ularning soni o‘rtacha
5x1013) umumiy uzunligi 1011 km.ni tashkil etadi, bu quyoshdan yergacha
bo‘lgan masofadan ming marotaba katta. Insondagi genlar soni esa 30 -40 ming
atrofida bo‘ladi.
Insondagi genlar soni to‘g‘risidagi qarashlar loyixa boshlanganidan so‘ng
ikki barobar kamaygan (80-100 mingdan), ko‘plab “ma’noga ega bo‘lmagan”
uchastkalar topilgan. Ularning tuzilishi ham genlarning tuzilishiga nisbatan farq
qiladi va genomning asosiy qismini tashkil etadi-95%. Insondagi genlar esa 5%
genomda joylashadi. Ilmiy nuqtai nazardan “ma’noga ega bo‘lmagan” sohalar
kodlanmaydigan uchastkalar deb ataladi. Bakteriyalarda bunday uchastkalar
umuman, achitqilarda esa deyarli bo‘lmaydi. Organizm darajasi yuksalib borgani
sari kodlanmaydigan sohalar ham oshib boradi. Kodlanmaydigan soxalar
evolyutsiya rezervuari, qoshimcha qismlar ombori bo‘lishi mumkin. Balki
genomda qandaydir nosozliklar vujudga kelganida aynan shu soxalar ishga tushib,
shikastlangan genni normal holatga o‘tkazar.
Kodlanmaydigan DNK orasida mutatsiya natijasida nobud bo‘lgan, “buzuq”
genlar ham bo‘lib, ularni psevdogenlar deb atashadi.
Ikkinchidan, bizning ajdodlarimiz–neandertal va kromanionlar virusli
kasalliklar bilan og‘rishgan. Ba’zan viruslar genomga kirib u yerda abadiy qolib
ketgan bo‘lishi mumkin. Bundan tashqari bizning genomimizda bir qator
qaytariladigan uchastkalar ham bor.
Tuzilishi bo‘yicha inson genomi sichqonnikiga 10-15% farq qiladi,
shempanzedan esa 1.23% ga farq qiladi: inson genomi tarkibida ko‘plab begona
elementlar-retrofivuslar ko‘p bo‘lib, maymunlarda esa ular deyarli mavjud emas.
Loyixaning asosiy maqsadi inson xromasomasining mukammal haritasini tuzish,
barcha xromasomalarning to‘liq birlamchi strukturasini aniqlashdan iborat edi.

---

---

Alohida olingan xar qanday organizmning genomi yagonadir (bitta tuxum

hujayra va klonlangan organizmlardan tashqari), shuning uchun inson genomi
ketma –ketligini aniqlashda xar bir genning bir qancha variantlarini sekvenirlab,
solishtirish kerak bo‘ladi. Lekin,odam hujayrasida uchraydigan barcha DNKlarni
aniqlash inson genomi loyixasi vazifasiga kirmagan; ba’zi geteroxromatin sohalar
(umumiy murakkabligi 8 % atrofida) hozirgi kungacha sekvenirlanmay kelmoqda.
Inson genomining uch milliardlik loyixasi 1990 yilda AQSH energetika
vazirligi va Milliy sog‘liqni saqlash vazirligi tomonidan rasmiy tarzda ishga
tushirilgan edi va 15 yil davom etishi rejalashtrilgan. Unga AQSHdan tashqari
Xitoy, Fransiya, Yaponiya va Buyuk Britaniya genetic olimlari ham qo‘shilgan.
Genomika sohasida qo‘lga kiritilgan yangi yutuqlar va xisoblash
texnologiyalarining
yanada
takomillashuvi
natijasida
inson
genomining
“qoralama” variant 2000 yilda yakunlangan. Bu haqida o‘sha vaqtda AQSH
prezidenti bo‘lgan Bil Klinton va Britaniya primer-ministri Toni Bler tomonidan
26 iyun sanasida e’lon qilingan edi. Sekvenirlash ishlarining jadal davom ettirilishi
natijasida 2003 yil aprel oyida, ya’ni rejalashtirilgan muddatdan 2 yil oldin inson
genomining to‘liq tahlil etilganligi to‘g‘risida e’lon qilingan. 2006 yil may oyida
“Nature” jurnalida ohirgi xromasoma –Xromasoma 1.ning ketma –ketligi chop
etilgan edi.
“Inson genomining to‘liq ketma –ketligi” bo‘yicha bir qator yondashuvlar
mavjud. Ba’zi qarashlarga ko‘ra genom to‘liq tahlil etilgan bo‘lsa, boshqalariga
ko‘ra hali yakunlanmagan. Ommaviy matbuotda “genom loyihasi”ning
yakunlanganligi xususida bir qator maqolalar e’lon qilingan edi. Loyiha tahlilining
tarixi grafigi bo‘yicha ham inson genomining katta qismi 2003 yil ohirlarida
yakunlangan. Lekin o‘sha davrda tugallanmay qolgan bir qator sohalar ham bor
edi:
Eng avvalo, sentromera deb nomlanuvchi, xar bir xromasomaning markaziy
qismi. U yerda DNK qaytariluvchi ketma –ketligining katta miqdori saqlanadi.
Ularni zamonaviy texnologiyalar yordamida ham sekvenirlash bir oz mushkul.
Sentomeralar million (o‘n millionlab bo‘lishi ham mumkin) juft nukleotid
uzunligiga ega va ko‘p hollarda sekvenirlanmay qoladi.
Ikkinchidan, telomera deb nomlanuvchi xromasoma uchlari ham
qaytariluvchi ketma –ketliklardan iborat bo‘lib, ko‘pchilik xromasomalarda ushbu
qism taxlil qilinmagan. Telomeralargacha bo‘lgan ketma-ketliklarning aynan qaysi
qismi taxlil qilinmay qolishi xaqida aniq bir ma’lumotlar yo‘q, ammo sentomeralar
kabi ularda ham sekvenirlanishga qarshilik ko‘rsatuvchi texnologik cheklanishlar
bo‘ladi.

---

---

Uchinchidan, xar bir indvidning genomida multigenlar oilasiga qarashli

bo‘lgan bir necha lokuslar mavjud bo‘lib, ularni xozirda asosiy usullardan biri
bo‘lgan DNK fragmentlash usuli yordamida taxlil qilish qiyinchiliklarni keltirib
chiqaradi. Xususan olganda, bu oila vakillari immun tizimida muhim axamiyatga
ega bo‘lgan oqsillarni kodlaydi.
Sanab o‘tilgan regionlardan tashqari, butun genom bo‘ylab tarqalib ketgan
“teshik”lar ham bo‘lib, ularning ba’zilari nisbatan yirikdir. Ammo, yaqin yillarda
ushbu bo‘shliqlarning o‘rni to‘ldiriladi degan umid yo‘q emas. Qolgan DNKning
katta qismi qaytariluvchi nukleotidlardan iborat bo‘lib, ularda biror ma’noga ega
qismning mavjud bo‘lish ehtimoli ham u qadar katta emas. Lekin ushbu qismlar
ham to‘liq tahlil etilmagaunicha bu xaqida aniq bir xulosaga kelib bo‘lmaydi.
Inson DNKsining ketma –ketligi ma’lumotlar bazasida saqlanadi va bu
ma’lumotlardan istalgan odam foydalanishi mumkin. Ushbu ma’lumotlar
bazasining o‘zida kompyuter dasturlari ishlab chiqilgan bo‘lib, bu dasturlarsiz
ma’lumotlarni izohlashning iloji yo‘q, bo‘lsa ham juda mushkul.
Har bir inson qaysidir darajada o‘ziga hos tuzilgandir, shuning uchun “Inson
genomi” loyihasida chop etilgan ma’lumotlar a’lohida organismning aniq ketma –
ketliklarini
saqlamaydi.
Bu
kam
miqdordagi
anonim
donorlarning
kombinatsiyalangan genomidir. Olingan genom ketma –ketligi keyinchali turli
indvidlar genomidagi farqlarni aniqlashda asos bo‘lib hizmat qiladi. Bu yerda
asosiy kuch bir nukleotidli polimorfizmlarni namoyon etishga qaratilgan bo‘ladi.
Loyixa avvalida olimlar o‘z oldilariga inson DNKsini 95% ini
sekvenirlashni maqsad qilib qo‘ygan edilar. Tadqiqotchilar bu masalani ortig‘i
bilan bajardilar, 99.99% inson genomi sekvenirlangan. Loyixa o‘z maqsadiga
yetgan bo‘lsada, hozirgi kunda ham ish olib borib, erishilgan natijalarni
mukkammallashtirib bormoqda.
Loyixa moddiy tomondan AQSH xukumati, Senger instituti qo‘llab
quvvatlovchi Britaniyaning Wellcome Trust deb nomlanuvchi xayriya jamg‘armasi
va butun dunyo bo‘ylab tarqalgan boshqa guruhlar tomonidan qo‘llab
quvvatlangan. Genom o‘rtacha 150 000 juft nukleotiddan iborat bo‘laklarga
ajratilib, ushbu bo‘laklar sun’iy bakterial xromasomaga joylashtirilgan. Bu
vektorlar gen muxandisligi usuli yordamida o‘zgartirilgan bakteriya
xromasomasidan tuzilgan bo‘lib, ularni bakteriya hujayrasiga joylashtirib,
replikatsiya mexanizmi yordamida nusxasini olsa bo‘ladi. Keyin xar bir genom
bo‘lagi “fragmentlashtirish” usuli yordamida aloxida-aloxida sekvenirlangan va
olingan ketma –ketliklar kompyuter texnologiyasi yordamida yagona matnga
terilgan. Butun xromasoma strukturasi ko‘rinishini tiklash uchun jamlangan DNK
bo‘lagi uzunligi o‘rtacha 150 000 juft nukleotidni tashkil etgan. Bunday tizim
“fragmentlashtirishning iyerarxik usuli” nomi bilan mashxur bo‘lib, dastlab genom

---

---

o‘lchami turlicha bo‘lgan bo‘laklarga bo‘linib, bu bo‘laklarning xromasomada

joylashgan o‘rni oldindan ma’lum bo‘lishi kerak.
1998 yilda amerikalik tadqiqotchi Kreyg Venter va Celera Djenomiks deb
nomlanuvchi firmasi shaxsiy kapital hisobiga moliyalashtirilgan anologik
tadqiqotlarni yo‘lga qo‘yadi. 1990 yillarda, “Inson genomi” loyixasi endi ish
boshlaganda Venter ham AQSH sog‘liqni saqlash institutida ishlagan. Mablag‘i 3
mlrd. dollarni tashkil etuvchi davlat loyixasidan farqli ravishda, Venter
loyixasining maqsadi inson genomini arzonroq (3 million $) va tezroq sekvenirlash
bo‘lgan.
Celera inson genomini sekvenirlashda xavfli yo‘ldan borib, ilgari 6 million
nukleotid juftigacha kattalikka ega bo‘lgan bakteriya genomini sekvenirlashda
qo‘llanilgan usuldan foydalanilgan. Inson genomi esa 3 milliard nukleotid juftdan
iborat. Dastlab Celera “faqat 200 yoki 300 ” genlarni taxlili bilan shug‘ullanishi
xaqida e’lon qilgan edi. Ammo keyinroq “asosiy strukturalarni to‘liq tavsifi” uchun
100-300 maqsadlarni o‘z ichiga oluvchi “intelektual shaxsiy mulk ximoyasi”ni
izlayotganligi to‘g‘risida ma’lum qildi. Nixoyat, firma muddatdan oldin 6500
butun yoki nisbiy genlar uchun patentga ariza bilan murojat qilgan. Ammo hususiy
firma davlat loyixasidan farqli ravishda o‘z ma’lumotlarini ochiq e’lon qilmagan,
sanoat miqiyosida foydalanishga rozilik bermagan.
2000 yilda AQSH prezidenti Bill Klinton inson genomi ketma –ketligi
patentlanishi mumkin emas, u barcha foydalanishi mumkin bo‘lgan xolatda
bo‘lishi kerak deb e’lon qildi. Prezidentning e’lonidan keyin Celera kompaniyasi
aksiyalari tushib ketadi, bu butun biotexnologiya sektorini tushib ketishiga sabab
bo‘ldi, bundan shaxsiy kompaniyalar 50 milliard dollar zarar ko‘rgan.
«Nature» (davlat loyixasi ilmiy maqolalarini nashr ettirgan) va «Science»
(Celera ilmiy maqolalari natijalarini e’lon qilgan) jurnallari ketma –ketliklarning
qoralama variantlarini ishlab chiqishda qo‘llanilgan usullarni tavsifini keltirishgan.
Bunday qoralama variant butun genomning taxminan 83% egallagan (150 000
teshiklarga ega 90 % euxromatin uchastkalar). 2001 yil fevral oyida loyixa ikkala
gurux tomonidan ham tugallanganligi e’lon qilindi. 2003 va 2005 yillarda 92%
ketma –ketlik tahlil etilgan.
O‘zoro raqobat loyixa jadalligiga o‘z ta’sirini ko‘rsatmay qolmadi, davlat
loyixasi ishtirokchilari o‘z strategiyasini qayta ko‘rib chiqishdi.
Dastlab ikkala loyixa o‘z natijalarini birlashtirish ustida kelishuvga
kelishgan edi, ammo Celera o‘z natijalarini GenBank ma’lumotlar bazasi orqali
ommaviy e’lon qilishdan bosh tortgach bu hamkorlik o‘z yakunini topgan. Celera
“Inson genomi” loyixasiga doir ma’lumotlardan foydalangan, ammo o‘z
ma’lumotlaridan foydalanishni taqiqlab qo‘ygan.

---

---

Xozirgi kunda inson genom ketma –ketliklarini bilish katta foyda

keltirmoqda. Bundan tashqari, model organizmlar genomining sekvenirlanishi
biologiya va tibbiyotda katta yutuqlarni qo‘lga kiritilishiga zamin bo‘ldi.
2004 yilda Inson Genomini Sekvenirlash bo‘yicha Xalqaro Konsorsium
(ingl. International Human Genome Sequensing Consortium) inson genomidagi
genlar soniga doir ma’lumotlarni yangiladi. Inson genomidagi genlar soni 20,000 -
25,000 ni tashkil etadi. Ilgari bu raqam 30.000-40.000 atrofida deb xisoblanar edi.
Loyixa boshlangunga qadar esa insondagi genlar soni 2,000,000 atrofida deb
xisoblab kelingan.
Genom ma’lumotlarining interpretatsiyasi ustida olib borilayotgan ishlar xali ham
dastlabki boshqichda turibdi. Loyixaning amaliy natijalari ish tugallanishidan avval
paydo bo‘lgan edi. Bir qator loyihalar ko‘krak bezi saratoni, qon ivishining
buzilishi, kistozli fibroz, buyrak kasalliklari kabi bir qator potologiyalarni genetik
tahlilini amalga oshirish bo‘yicha sodda usullarni taklif etishgan. Biolog
tadqiqotchi saraton kasalligining biror shaklini tahlil qila turib mazkur gen
bo‘yicha qidiruvni amalga oshirishi mumkin. Inson genomiga bog‘liq ma’lumotlar
bazasini kuzatib, boshqa olimlarning mazkur gen to‘g‘risida keltirgan
ma’lumotlari, gen hosilasining fazoviy strukturasi, uning vazifasi kabi bir qator
ma’lumotlarga ega bo‘lishi mumkin.
ORF Finder (
open reading frames
Finder-jchiq o’qish ramkasini topuvchi
)
siz
kiritgan DNK ketma-ketligidagi ochiq o'qish ramkalarini (ORF) qidiradi. Dastur
har bir ORF oralig'ini va uning oqsil tarjimasini tuzadi.
ORF Finder-dan Yangi
ketma-ketlikdagi DNKni qanday oqsillarni kodlash segmentlarini qidirishda
foydalaniladi.
ORF Finder butun IUPAC alifbosi va bir nechta genetik kodlarga
asoslangan holda ishlaydi.
Qidirish uchun mavjud matnni aktiv matn maydoniga
joylashtirilsdi. Kiritish chegarasi maksimal 1000000 belgidan iborat bo’lishi kerak.

---

---

Sequence Manipulation Suite - qisqa DNK va oqsillar ketma-ketligini yaratish,

formatlash va tahlil qilish uchun JavaScript dasturlari to'plamidan foydalaniladi.
Ushbu saytdan odatda molekulyar biologlar, dasturlarni o'qitishda va algoritmni
sinash uchun foydalanadilar.
ORF qidiruv dasturidan foydalanib, yangi ketma-
ketlikdagi DNK oqsillarni kodlash segmentlarini qidirib topinsh, yangi ishlab
chiqilgan SMART BLAST yoki oddiy BLASTP yordamida bashorat qilingan
oqsillarni tekshish amallari bajarilishi mumkin. ORF topuvchining ushbu veb-
versiyasi 50 kb gacha bo'lgan so'rovlar ketma-ketligidan iborat rfttaligigacha qabul
qilish bilan cheklangan.

---

---

Qidiruv materiali FASTA formatida bo’lishi kerak.

http://fayllar.org