Проект «Геном человека» цели, задачи и достижения

Проект «Геном человека» цели, задачи и достижения

Проект по расшифровке генома человека — международный научно-исследовательский проект, главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и идентифицировать 20—25 тыс. генов в человеческом геноме.

Проект начался в 1990 году, под руководством Джеймса Уотсона. Целью проекта по расшифровке генома человека является понимание строения генома человеческого вида.

Изначально планировалось определение последовательности более трёх миллиардов нуклеотидов, содержащихся в гаплоидном человеческом геноме. Затем несколько групп объявили о попытке расширить задачу до секвенирования биополимеров - определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности. В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде диплоидного генома человека.

Геном любого отдельно взятого организма (исключая однояйцевых близнецов) уникален, поэтому определение последовательности человеческого генома в принципе должно включать в себя и секвенирование многочисленных вариаций каждого гена. Однако, в задачи проекта «Геном человека» не входило определение последовательности всей ДНК, находящейся в человеческих клетках; а некоторые гетерохроматиновые области (в общей сложности около 8 %) остаются несеквенированными до сих пор.

Цели:

-создание детальной физической карты генома человека;

- создание физических карт всех хромосом человека и хромосом ряда модельных организмов;

- определение полной последовательности ДНК человека и ряда модельных организмов;

- развитие методологии и инфраструктуры для хранения, анализа и распределения полученной информации;

-создание технологии, необходимой для достижения перечисленных целей.

Геном был разбит на небольшие участки, примерно по 150 000 пар нуклеотидов в длину. Эти куски затем встраивали в вектор, известный как Искусственная бактериальная хромосома или BAC. Эти векторы созданы из бактериальных хромосом, измененных методами генной инженерии. Векторы, содержащие гены, затем можно вставлять в бактерии, где они копируются бактериальными механизмами репликации. Каждый из кусочков генома потом секвенировали раздельно методом дробовика, и затем все полученные последовательности собирали воедино уже в виде компьютерного текста. Размеры полученных больших кусков ДНК, собираемых для воссоздания структуры целой хромосомы, составляли около 150 000 пар нуклеотидов. Такая система известна под именем «иерархического метода дробовика», потому что вначале геном разбивается на куски разного размера, положение которых в хромосоме должно быть заранее известно.

Сущ. многочисленные определения «полной последовательности человеческого генома». Согласно некоторым из них, геном уже полностью секвенирован, а согласно другим, этого ещё предстоит добиться. остаётся несколько регионов, которые считаются незаконченными:

-Прежде всего, центральные регионы каждой хромосомы, известные как центромеры, которые содержат большое количество повторяющихся последовательностей ДНК

-Во-вторых, концы хромосом, называемые теломерами, также состоящие из повторяющихся последовательностей, и по этой причине в большинстве из 46 хромосом их расшифровка не завершена. Точно не известно, какая часть последовательности остаётся не расшифрованной до теломер, но как и с центромерами, существующие технологические ограничения препятствуют их секвенированию.

-В-третьих, в геноме каждого индивидуума есть несколько локусов, которые содержат членов мультигенных семейств, которые также сложно расшифровать с помощью основного на сегодняшний день метода фрагментирования ДНК.

-Бо́льшая часть остающейся ДНК сильно повторяющаяся, и маловероятно, что она содержит гены, однако это останется неизвестным, пока они не будут полностью секвенированы. Понимание функций всех генов и их регуляции остается далеко неполным.

Все люди имеют в той или иной степени уникальные геномные последовательности. Поэтому данные, опубликованные проектом «Геном человека», не содержат точной последовательности геномов каждого отдельного человека.

Почти все цели, которые ставил перед собой проект, были достигнуты быстрее, чем предполагалось. Проект поставил разумную, достижимую цель секвенирования 95 % ДНК. Исследователи смогли секвенировать 99,99 % человеческой ДНК.

 

 

ДНК - материальная основа наследственности. Строение и свойства ДНК. Биосинтез белка

в состав хромосом входят два вида молекул - молекулы белка и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). носителем генетической информации является ДНК.ДНК сама по себе, независимо от белка, способна переносить наследственную информацию из одной клетки в другую, а белок без ДНК этого не может.

ДНК имеет молекулярное строение, обеспечивающее способность к удвоению и к образованию множества разнообразных форм. Молекула нуклеиновой кислоты имеет форму нити, представляющей собой цепь нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из трех частей: азотистого основания, углеводного компонента и фосфорной кислоты. Отдельные нуклеотиды в нуклеиновых кислотах соединены друг с другом через фосфорную кислоту прочной химической связью. Углеводный компонент в ДНК представлен сахаром - дезоксирибозой. Сахарный и фосфорный компоненты у всех нуклеотидов одинаковы, что же касается оснований, то существует четыре типа оснований: аденин, цитозин, гуанин и тимин. Очень важно, что молекула ДНК образована не одной, а двумя нитями, каждая из которых имеет такое строение. Нити соединяются между собой слабыми водородными связями через основания. Пары оснований подходят друг к другу, как ключ к замку. При этом аденин всегда стоит в паре с тимином, а гуанин с цитозином. Благодаря такому комплементарному строению, эта двойная нить способна точно воспроизводить себя, образуя идентичные двойные нити. Схема строения ДНК, известная как двойная спираль Ф. Уотсона и Дж. В молекуле ДНК большое значение имеет то, в какой последовательности расположены основания, число оснований сравнительно невелико - всего четыре, число возможных комбинаций - огромно. Если представить себе, что один ген включает 500 пар оснований, то число возможных схем расположения составит 4500.

Биосинтез белка — сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК и тРНК. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.

Биосинтез белка происходит в два этапа. В первый этап входит транскрипция и процессинг РНК, второй этап включает трансляцию. Транскри́пция (переписывание) — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Другими словами, это перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Транскрипция катализируется ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Процессинг РНК (посттранскрипционные модификации РНК) — совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращению первичного транскрипта РНК в зрелую РНК.

Трансляция (— перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК, мРНК), осуществляемый рибосомой.

Понятие ген, локус, аллель

Ген — структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой участок ДНК, задающий последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителей потомству при размножении. При этом некоторые органеллы (митохондрии, пластиды) имеют собственную, определяющую их признаки, ДНК, не входящую в геном организма.

Место в хромосоме, в котором расположен данный ген, называется локусом. В одном и том же локусе у особей определенного вида могут располагаться одинаковые гены, но во многих случаях локус не отличается подобным постоянством и в нем располагается тот или иной вариант данного гена. Обычно эти варианты одного и того же гена сходны между собой, хотя и не идентичны.

Алле́ли (друг друга, взаимно) — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму. Термин «аллель» предложен В. Иогансеном (1909 г.)

Гены, унаследованные от родителей и располагающиеся в паре гомологичных хромосом, могут быть одной и той же аллельной формы (например, оба доминантны - АА - или оба рецессивны - аа), и тогда по этим генам человек, их носитель, будет гомозиготным. Если гены представлены двумя различными аллельными формами (Аа), человек будет гетерозиготным по данному гену. Таким образом, каждый индивид имеет в соответствующих локусах пару аллелей, располагающихся в гомологичных хромосомах. При множественном аллелизме в популяции могут встречаться разные аллели, и их различные сочетания у отдельных индивидов будут давать разные признаки.

Примером множественного аллелизма у человека могут быть так называемые классические группы крови системы АВ0. Каждый человек имеет одну из четырех групп крови этой системы. Различия между группами обусловлены действием трех множественных аллелей - их обычно обозначают как IА, IB и i. Эти аллели в популяции могут давать шесть различных сочетаний (три типа гомозигот и три типа гетерозигот).

 

Биология близнецовости. Формир. моно- и дизиготных близнецов. Классич. Близн. метод. основн. допущ., на которых он основан. Возмож. и огранич. близн. метода. Построение близн. эксперимента. Примеры исследований.

Близнецы бывают двух типов. Монозиготные (МЗ) или однояйцевые близнецы развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки (зиготы), которая один или более раз разделилась; они генетически идентичны, то есть имеют 100% общих генов. Причины развития монозиготных близнецов в общем случае неизвестны. Все различия между ними объясняются влиянием среды в процессе развития. Рождение монозиготных близнецов интересно также тем, что они представляют собой пример бесполого размножения.

Дизиготные (ДЗ) или разнояйцевые близнецы развиваются из разных яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами, они имеют 50% общих генов. В генетическом смысле соответствуют обычным братьям-сестрам или сибсам, как их принято называть в генетике.

Диагностика зиготности близнецов является необходимым условием близнецового исследования. Диагностика зиготности включает в себя ряд таких процедур, как знание о числе околоплодных оболочек, сравнение близнецов методом полисимптоматического сходства по данным о внешнем морфологическом сходстве и различным моногенным маркерам, таким как группы крови или генотипирование образцов ДНК. В случае дизиготных близнецов обычно развиваются две отдельные плаценты, связывающие зародыши с матерью, и каждый зародыш обернут двумя оболочками, из которых внутренняя называется амнион, а внешняя - хорион. у дизиготных близнецов имеются две плаценты и две оболочки.

Встречаются близнецы, у которых бывают отдельные плаценты и отдельные хорионы, и близнецы, у которых имеется один хорион. Считается, что наличие одного хориона указывает на то, что близнецы являются монозиготными.

Близнецовый метод основан на сравнении психических свойств или других признаков человека в разных группах близнецов. Основы близнецового метода были сформулированы Г. Сименсом в 1924 г. Методически применение близнецового метода состоит из следующих этапов: составление выборки, определение зиготности близнецов, сопоставление монозиготных и дизиготных близнецов. Обычные требования к выборке близнецов заключаются в том, чтобы выборка являлась репрезентативной, в том числе по соотношению монозиготных и дизиготных близнецов и половозрастному распределению.

поскольку монозиготные близнецы имеют одинаковые генотипы, то всякое различие между ними объясняется влиянием внутриутробного развития либо окружающей среды после рождения. В то же время сходство между дизиготными близнецами объясняется как наличием общих генов, полученных ими от родителей, так и влиянием среды, которое может завышать их сходство. Поэтому близнецовый метод основан на сопоставлении двух типов близнецов. Если оба близнеца сходны по изучаемому признаку, то такие близнецы называются конкордантными, а если они различаются, то дискордантными. Частота конкордантных и дискордантных пар в группах монозиготных и дизиготных близнецов используется для оценки соотносительного вклада наследственности и среды в проявлении изучаемого признака.

Имеются следующие основные разновидности близнецового метода: классический близнецовый метод, метод разлученных близнецов, метод близнецовых семей, метод контрольного близнеца, метод близнецовой пары.

имеются допущения, которые принимаются в близнецовом методе. Это предположение о равенстве среды как в парах монозиготных, так и в парах дизиготных близнецов. Второе предположение связано с тем, что нет систематических различий между близнецами и одиночно рожденными.

Классический близнецовый метод.

Близнецовый метод в классическом варианте основывается на нескольких допущениях.

Во-первых, предполагается равенство сред для партнеров как в парах МЗ, так и парах ДЗ близнецов. В этом случае если если изменчивость признака полностью определяется средой, то и МЗ и ДЗ близнецы должны иметь по этому признаку одинаково высокие внутрипарные корреляции близкие к 1,0. Если же изменчивость признака целиком зависит от генотипа, то коэффициент корреляции в группе МЗ близнецов должен быть близок к 1,0, а в группе ДЗ близнецов приблизительно равен 0,5. Во вторых, предполагается отсутствие систематических различий между близнецами и одиночнорожденными. В обратном случае результаты близнеццовых исследований нельзя переносить на популяцию в целом. Так же не должно быть систематических различий между самими типами близнецов.

 

Неменделевское наследование. Примеры.

Гениальность законов Менделя заключается в их простоте. Оказалось, что у человека большинство и нормальных, и патологических признаков детерминируются иными генетическими механизмами, которые стали обозначать термином «неменделевская генетика». Таких механизмов существует множество: хромосомные аберрации (синдром Дауна); наследование, сцепленное с полом (цветовая слепота); импринтинг (синдромы Прадера—Вилли, Энгельмана); появление новых мутаций (развитие раковых заболеваний); экспансия (инсерция) повторяющихся нуклеотидных последовательностей (мышечная дистрофия Дюшенна); наследование количественных признаков (сложные поведенческие характеристики). Синдром Дауна (СД). Первые клинические и научные описания СД появились в середине прошлого века, а его точное определение было дано в 1866 г. Дж. Дауном, описавшим несколько таких пациентов. Аномалии: недоразвитие мозга, неправилное строение мозговых извилин, нарушение дифференциации клеток коры, нарушение процессов миелинизации.

Физ. особенности: укороченные пальцы, плечи опущены, нижняя губа утолщена, нарушение зрения, мышечный тонус снижен, интеллект снижен.

Цветовая слепота. Наиболее часто встречающийся пример цветовой слепоты — неразличение красного и зеленого цветов. Чаще встречается у мужчин. Цветовая слепота вызывается рецессивным аллелем с на Х-хромосоме.

Импринтинг: синдромы Прадера-Вилли и Энгельмана. Клиническая картина синдрома Прадера-Вилли (СПВ) включает широкий спектр поведенческих (например, переедание, несдержанный темперамент, подавленное состояние, депрессия) и физических (ожирение, низкий рост) признаков. Среди симптомов синдрома Энгельмана (СЭ) называются умственная отсталость, неуклюжая походка и частый неадекватный смех.

Появление новых мутаций: раковые заболевания. Рак груди представляет собой одно из самых часто встречающихся онкологических заболеваний среди женщин. Примерно 5-10% всех случаев рака груди контролируются мутациями определенных генов.

Экспансия (имсерция) повторяющихся нуклеотидных последовательностей: миотоническая дистрофия (МД). Клинически это заболевание крайне разнообразно; его симптомы включают: миотонию, прогрессирующую слабость, атрофию мышц, расстройства сердечно-дыхательной системы, катаракты, раннее облысение, умственную отсталость и атрофию половых органов.

Хромосомные аномалии.

Хромосомные аномалии Обычно возникают при наличии лишней хромосомы или отсутствии одной хромосомы. Примером отсутствия хромосомы является синдром Тернера, когда в наборе хромосом есть лишь одна X-хромосома, что приводит к отсутствию яичника. При этом развиваются нормальные вторичные половые признаки, но человек остается стерильным. Примером заболевания, вызванного наличием дополнительной хромосомы, является синдром Дауна, когда в 21-й паре присутствуют три хромосомы вместо двух.

Нормальный хромосомный набор человека включает 46 хромосом, в том числе 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом XX или XY. Частота хромосомных аномалий у детей, родившихся живыми, составляет 0,7%; у мертворожденных плодов - 5%; при ранних самопроизвольных абортах - 50%. Известно множество хромосомных аномалий, в том числе - связанных с эндокринными болезнями (табл. 4.1).

Основные типы аномалий:

- Численные изменения хромосомного набора.

- Структурные изменения (аберрации) отдельных хромосом.

Аномалии могут затрагивать как аутосомы, так и половые хромосомы. Если хромосомная аномалия присутствует в половой клетке, то все клетки будущего организма наследуют эту аномалию (что приводит к развитию полной формы наследственной болезни). Хромосомные аномалии могут возникать и в соматических клетках, особенно на ранних стадиях эмбриогенеза. В таких случаях только часть клеток организма имеет хромосомную аномалию (хромосомный мозаицизм). Часто встречается мозаицизм по половым хромосомам. Для унификации цитогенетических исследований разработана Международная цитогенетическая номенклатура хромосом человека (ISCN, 1978), основанная на дифференциальном окрашивании хромосом по длине. Эта номенклатура позволяет подробно описать каждую хромосому: ее порядковый номер, плечо (р - короткое плечо, q - длинное плечо), район, полосу и даже субполосу. Например, 2р12 обозначает 2-ю хромосому, короткое плечо, район 1, полосу 2.

Из моих шк записей

(Томас Морган 1911г открыл закон сцепленного наследования и хромомсомную теорию:

1) Гены сцеплены в одной хромосоме наследуются совместно

2) Гены располагаются в хромосоме в линейном порядке

3) Сцепленное наследование нарушается кроссинговером. Частота кроссинговера прямопропорциональна расстоянию между генами (чем гены ближе, тем реже кроссинговер))

17.

 

Метод приемных детей в психогенетике. Основная схема метода. Возможности и ограничения метода. Примеры исследований.

Метод приемных детей позволяет выяснить, что больше влияет на развитие признака — генетические задатки, или определенное воз­действие среды. В основе метода лежит сравнение их сходства с роди телями биологическими и теми, которые их усыновили. Сходство с биологическими родителями трактуется как свидетельство генети­ческих влияний, сходство с приемными — как показатель влияния общей среды. Эта схема включает в себя, во-первых, сопоставление детей и их биологических родителей и, во-вторых, сопоставление детей и их родителей-усыновителей. Если дети были усыновлены в первые дни жизни и никогда не видели своих биологических родителей, то с ними они имеют только общие гены^*. С родителями-усыновителями, с которыми дети прожили всю жизнь, у детей нет никакого генетического сходства, но зато есть общие средовые условия

Теоретически ожидаемые корреляции детей

 

Вариативность признака формируется исключительно в результате аддитивного взаимодействия генов	Вариативность признака формируется исключительно в результате средовых влияний и не зависит от генотипа
RБИОЛ	RПРИЕМ	RБИОЛ	RПРИЕМ
0,5	0,0	0,0	1,0

В таблице отражен главный принцип работы метода приемных детей. Однако реальные коэффициенты корреляции, естественно, могут значительно отличаться от идеальных. Более высокая корреляция детей с биологическими родителями свидетельствует в пользу генотипических влияний, большая же корреляция с родителями-усыновителями — в пользу средовых.Варианты этой схемы включают в себя, дополнительно к сопоставлению родителей и детей, еще и сравнение детей, не имеющих генетического сходства, но усыновленных в одну семью

Колорадское исследование приемных детей. Прежде всего, выяснилось, что можно найти такую социальную группу, в которой психически нормальные и социально не деградировавшие женщины отказываются от своих детей. В таких случаях известен отец ребенка, и поэтому в исследовании могут быть получены и использованы данные не только матери, но и отца.Для исследования были отобраны такие дети, которых усыновили в первый месяц жизни, при этом биологические матери проводили вместе с ребенком не более недели (в среднем 4 дня).

Незначимыми оказались и корреляции образования и профессионального статуса. Это говорит о том, что при усыновлении дети случайно распределялись по семьям: не было такого, чтобы ребенок более образованной биологической матери попадал в более образованную семью, а ребенок менее образованной матери — в менее образованную. Случайное распределение детей по семьям позволяет говорить о четком разделении в эксперименте генетических и средовых влияний.

схема исследования приемных детей, позволяющая надежно развести генетические и средовые факторы, влияющие на индивидуальные различия, может быть осуществлена в реальном эксперименте. Вместе с тем многие исследователи считают, что метод приемных детей вряд ли будет играть существенную роль в будущих генетических работах, но связано это не с разрешающей способностью самого метода, а с традициями усыновления. В качестве примера приведем исследование роли гено­типа и среды в формировании такого признака, как коэффициент интеллекта (IQ). Было показано, что если коэффициент IQ родной матери был больше 120 баллов, то у детей этой группы, отданных на воспитание в другие семьи, впоследствии не отмечалось ни одного случая с IQ меньше 95, а у 44% детей он тоже был больше 120. Если посмотреть на коэффициент интеллекта тех приемных детей, у ко­торых биологические матери имели IQ меньше 95 баллов, то оказы­вается, что в результате не было ни одного ребенка с коэффициен­том интеллекта больше 120 баллов, а у 15% он был ниже 95. Такие данные свидет. о большой роли генотипа в развитии этого признака. Для наибольшей чистоты исследования необходимо подбирать случаи как можно более раннего усыновления, тогда воздейств. другой среды будет минимальным.возможный источник искажений при использовании этого метода связан с тем, что семьи, в которых воспитываются при­емные дети, не совсем репрезентативны. Это связано с целым рядом требований, предъявляемых к усыновителям. Недоста­точная представленность воздействий среды, относящихся к различ­ным факторам риска, может повлиять на результаты исследований.

Генетический и семейный методы в психогенетике, их возможности и ограничения. Примеры примечания.

Метод анализа родословных первым начал применяться в генетике поведения. Им пользовался Ф. Гальтон для изучения наследственности таланта.

В семьях можно проследить те же закономерности менделевского расщепления и независимого распределения признаков, как и при экспериментальных скрещиваниях у растений и животных. В тех случаях, когда изучаются альтернативные (дискретные, качественные) признаки, анализ родословных помогает установить тип наследования.Через родословные можно получить сведения об аллелях и обнаружить сцепленные гены. В современной психогенетике родословные необходимы для локализации генов на хромосомах при анализе сцепления. применяемые здесь методы анализа внутрисемейного сходства (близнецы, приемные дети, родители, сибсы) можно считать расширенным вариантом метода родословных. Ф. Гальтон проанализировал множество родословных выдающихся людей и обнаружил, что частота родственных связей талантливых людей гораздо выше той, которую можно было бы ожидать при случайном распределении высокой одаренности. Этот метод основан на том простом соображении, что у родственни­ков имеется некоторая часть одинаковых генов, поэтому можно опре­делить генотипическую корреляцию (r_g). Фенотипическую корреля­цию (^г_р) можно установить экспериментально. Коэффициент насле­дуемости при этом вычисляется как отношение этих корреляций:

/

Для монозиготных близнецов генетическая корреляция равна 1. Для родства первой степени она составляет 1/2(0,5). Сюда относятся корреляция ребенок—родитель, а также корреляции между детьми одних родителей, в том числе и дизиготными близнецами. В случае родства второй степени генетическая корреляция равна 1/4(0,25). Это корреляция между бабушками (дедушками) и внуками, дядями (те­тями) и племянниками (племянницами), сводными братьями и сест­рами (для которых общим является только один родитель). Для третьей степени родства корреляция равна 1/8(0,125) — между двою­родными братьями и сестрами.

При таком подходе приходится делать слишком много допущений, в ча­стности, пренебрегать ковариациями и генотип-средовыми взаимодейст­виями, не учитывать ассортативность браков. На практике такие способы подсчета вполне применимы при селекции у животных, однако в отноше­нии поведения человека их применяют редко.

Еще одной принципиально важной особенностью, ограничива­ющей применение семейного анализа в психогенетике, является не­возможность отделения генетических эффектов от средовых. Невоз­можно сказать, чем объясняется сходство членов семьи, — тем, что у них схожие генотипы (частично идентичные генотипы), или же тем, что они живут в одних и тех же условиях (частично идентичные сре­довые воздействия). Ответ на этот вопрос становится практически невозможен, особенно при изучении полигенных (зависящих от многих генов) признаков. Нельзя, конечно, сказать, что семейный анализ не может ничего дать — например, отсутствие фенотипической корреляции по какому-то признаку может быть достаточно ин­формативным. Изучение родословных в случае простых типов на­следования может оказаться исключительно важным, несмотря на то, что большинство психологических признаков полигенно. Тем не ме­нее, семейный анализ важен как дополнительный метод, позволя­ющий уточнить данные, которые получены с помощью других мето­дов психогенетики.

25 Генетическая психофиизология.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ
Генетическая психофизиология — новая область исследований, сложившаяся на стыке психогенетики и дифференциальной психофизиологии.
Принято считать, что генотипические особенности могут влиять на поведение человека и на его психику лишь постольку, поскольку они влияют на морфо - функциональные характеристики, являющиеся материальным субстратом психического. Вот почему одна из главных задач генетической психофизиологии — изучение взаимодействия наследственной программы развития и факторов окружающей среды в формировании структурно-функциональных комплексов центральной нервной системы (ЦНС) человека и других физиологических систем организма, которые участвуют в обеспечении психической деятельности. Теоретическим основанием для постановки исследований такого рода служит представление об индивидуальности человека как целостной многоуровневой биосоциальной системе, в которой действует принцип антиципации (т.е. предвосхищения) развития. Исходя из этого принципа можно полагать, что первичный в структуре индивидуальности генетический уровень инициирует развитие сопряженных с ним морфологического и физиологического уровней, а те в свою очередь во взаимодействии со средой создают условия для возникновения психических новообразований. Таким образом, исследование генотипических и средовых детерминант психофизиологических характеристик становится звеном, связующим индивидуальный геном и индивидуальные особенности психики человека. Отсюда вытекает и стратегия исследований, а именно: подход к изучению детерминации индивидуальных особенностей психики путем оценки роли генотипа в межиндивидуальной изменчивости существенных в этом плане психофизиологических признаков.
При такой постановке вопроса закономерным и необходимым становится исследование роли факторов генотипа в формировании физиологических систем организма, и в первую очередь ЦНС.

Проект «Геном человека» цели, задачи и достижения

Проект по расшифровке генома человека — международный научно-исследовательский проект, главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и идентифицировать 20—25 тыс. генов в человеческом геноме.

Проект начался в 1990 году, под руководством Джеймса Уотсона. Целью проекта по расшифровке генома человека является понимание строения генома человеческого вида.

Изначально планировалось определение последовательности более трёх миллиардов нуклеотидов, содержащихся в гаплоидном человеческом геноме. Затем несколько групп объявили о попытке расширить задачу до секвенирования биополимеров - определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности. В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде диплоидного генома человека.

Геном любого отдельно взятого организма (исключая однояйцевых близнецов) уникален, поэтому определение последовательности человеческого генома в принципе должно включать в себя и секвенирование многочисленных вариаций каждого гена. Однако, в задачи проекта «Геном человека» не входило определение последовательности всей ДНК, находящейся в человеческих клетках; а некоторые гетерохроматиновые области (в общей сложности около 8 %) остаются несеквенированными до сих пор.

Цели:

-создание детальной физической карты генома человека;

- создание физических карт всех хромосом человека и хромосом ряда модельных организмов;

- определение полной последовательности ДНК человека и ряда модельных организмов;

- развитие методологии и инфраструктуры для хранения, анализа и распределения полученной информации;

-создание технологии, необходимой для достижения перечисленных целей.

Геном был разбит на небольшие участки, примерно по 150 000 пар нуклеотидов в длину. Эти куски затем встраивали в вектор, известный как Искусственная бактериальная хромосома или BAC. Эти векторы созданы из бактериальных хромосом, измененных методами генной инженерии. Векторы, содержащие гены, затем можно вставлять в бактерии, где они копируются бактериальными механизмами репликации. Каждый из кусочков генома потом секвенировали раздельно методом дробовика, и затем все полученные последовательности собирали воедино уже в виде компьютерного текста. Размеры полученных больших кусков ДНК, собираемых для воссоздания структуры целой хромосомы, составляли около 150 000 пар нуклеотидов. Такая система известна под именем «иерархического метода дробовика», потому что вначале геном разбивается на куски разного размера, положение которых в хромосоме должно быть заранее известно.

Сущ. многочисленные определения «полной последовательности человеческого генома». Согласно некоторым из них, геном уже полностью секвенирован, а согласно другим, этого ещё предстоит добиться. остаётся несколько регионов, которые считаются незаконченными:

-Прежде всего, центральные регионы каждой хромосомы, известные как центромеры, которые содержат большое количество повторяющихся последовательностей ДНК

-Во-вторых, концы хромосом, называемые теломерами, также состоящие из повторяющихся последовательностей, и по этой причине в большинстве из 46 хромосом их расшифровка не завершена. Точно не известно, какая часть последовательности остаётся не расшифрованной до теломер, но как и с центромерами, существующие технологические ограничения препятствуют их секвенированию.

-В-третьих, в геноме каждого индивидуума есть несколько локусов, которые содержат членов мультигенных семейств, которые также сложно расшифровать с помощью основного на сегодняшний день метода фрагментирования ДНК.

-Бо́льшая часть остающейся ДНК сильно повторяющаяся, и маловероятно, что она содержит гены, однако это останется неизвестным, пока они не будут полностью секвенированы. Понимание функций всех генов и их регуляции остается далеко неполным.

Все люди имеют в той или иной степени уникальные геномные последовательности. Поэтому данные, опубликованные проектом «Геном человека», не содержат точной последовательности геномов каждого отдельного человека.

Почти все цели, которые ставил перед собой проект, были достигнуты быстрее, чем предполагалось. Проект поставил разумную, достижимую цель секвенирования 95 % ДНК. Исследователи смогли секвенировать 99,99 % человеческой ДНК.