DNA สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ ล่าสุดที่ซ้ำกันซึ่งจัดลำดับใหม่มีบทบาทพื้นฐานทางชีววิทยาที่เข้าใจได้ไม่ดี
BY ฟิลิป คีเฟอร์ | เผยแพร่เมื่อ 8 เมษายน 2022 14:00 น
ศาสตร์
รูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าสีน้ำเงินที่มีจุดสีแดงตัดกับพื้นหลัง
ลำดับจีโนมมนุษย์ที่ปรับปรุงใหม่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบความหลากหลายของโครโมโซมที่ยืดออกอย่างลึกลับได้ เช่น เทโลเมียร์ที่เน้นเป็นสีแดง Thomas Ried, NCI Center for Cancer Research, สถาบันมะเร็งแห่งชาติ, สถาบันสุขภาพแห่งชาติ
แบ่งปัน
เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว ทีมนักวิจัยจากสถาบันวิจัยมากกว่า 20 แห่งได้ประกาศความก้าวหน้าในความพยายาม 30 ปีในการสร้างลำดับจีโนมมนุษย์คุณภาพสูง แม้ว่าร่างแรกจากโครงการจีโนมมนุษย์จะถูกสร้างขึ้นเมื่อ 20 ปีที่แล้ว แต่ DNA ของมนุษย์เกือบ 8 เปอร์เซ็นต์ยังคงลึกลับอยู่ ตอนนี้เกือบทุกส่วนของจีโนม —ทั้งหมดยกเว้นโครโมโซม Y— ถูกถอดรหัสแล้ว
บริเวณที่ทำแผนที่ใหม่จะทำให้นักพันธุศาสตร์
มีหน้าต่างบานหนึ่งไปสู่จีโนมที่ยืดเยื้อซึ่งครั้งหนึ่งเคยถูกเรียกว่า “ดีเอ็นเอขยะ” ปัจจุบันเป็นที่เข้าใจกันว่าบริเวณเหล่านี้เป็นพื้นฐานของวิวัฒนาการ การเติบโตของตัวอ่อน และวิธีที่เซลล์ทำซ้ำและตาย
“เราค้นพบว่าสิ่งต่าง ๆ มีความหลากหลายมากกว่าที่เราเคยชื่นชม” ราเชล โอนีล นักชีววิทยาเปรียบเทียบที่มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต และผู้เขียนร่วมในซีเควนซ์กล่าว ผลลัพธ์ก่อนหน้านี้คือ “เหมือนกับการเรียนวัฒนธรรม ดนตรี และภาษาสำหรับโลก และไม่สนใจแอฟริกาทั้งหมด”
ส่วนที่โดดเด่นทั้งหมดยังคงลึกลับอยู่ เพราะมันประกอบด้วยลำดับดีเอ็นเอที่ทำซ้ำที่ซับซ้อน สารพันธุกรรมจำนวนมากนี้อาจประกอบด้วยลำดับตัวอักษรยาวพันตัวที่ทำซ้ำหลายพันครั้ง Benedict Paten นักชีววิทยาด้านคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ และผู้เขียนร่วมในซีเควนซ์ใหม่นี้ กล่าวว่า “วิวัฒนาการมาจากการทำซ้ำ” บอกกับPopular Scienceในการให้สัมภาษณ์เมื่อต้นปีนี้
การทำซ้ำๆ มากเกินไปทำให้การจัดลำดับลำบากเป็นพิเศษ แม้ว่าการจัดลำดับยีนจะเร็วกว่าและถูกกว่าเมื่อสร้างจีโนมมนุษย์ขึ้นใหม่เมื่อสองทศวรรษก่อนมาก แต่เทคโนโลยีที่พบบ่อยที่สุดในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการอ่านชิ้นส่วนสั้นๆ ของจีโนม ชิ้นส่วนเหล่านั้นถูกประกอบเป็นภาพเต็มโดยจับคู่ที่ลำดับดีเอ็นเอคาบเกี่ยวกัน การรวมส่วนที่ซ้ำๆ เข้าด้วยกันก็เหมือนกับการต่อจิ๊กซอว์ของฝูงม้าลาย นักวิจัยต้องพัฒนาเครื่องมือสำหรับอ่าน DNA ที่ยาวมาก ๆ และเขียนโค้ดอัลกอริธึมใหม่เพื่อทำให้ภาพสุดท้ายสมบูรณ์
[ที่เกี่ยวข้อง: เกณฑ์มาตรฐานสำหรับความหลากหลายของมนุษย์ขึ้นอยู่กับจีโนมของชายคนหนึ่ง เครื่องมือใหม่สามารถเปลี่ยนสิ่งนั้นได้]
ตามประวัติศาสตร์ นักพันธุศาสตร์ได้อธิบายจีโนมจำนวนมาก รวมทั้งบริเวณที่มีลำดับใหม่ว่า “ขยะ” การวิจัยทางพันธุศาสตร์ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ยีน ซึ่งเป็นส่วนย่อยของ DNA ที่ค่อนข้างเล็กซึ่งถูกถอดรหัสเป็น RNA จากนั้นจึงแปลเป็นโปรตีน ซึ่งเป็นตัวทำงานระดับโมเลกุลของชีววิทยา DNA ขยะ ซึ่งคิดเป็น 98 เปอร์เซ็นต์ของจีโนมทั้งหมด ไม่ได้ถูกแปลเป็นโปรตีนที่ใช้งานได้ “ถ้าคุณสนใจแค่ยีนนั้นไปจนถึงเส้นทางโปรตีน อย่างอื่นก็ขยะ” โอนีลกล่าว
แต่ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา นักชีววิทยาได้ตระหนักว่าข้อมูลที่อยู่ใน “ขยะ” นั้นเป็นรากฐานของชีวิตอย่างที่เราทราบ คล้ายกับการเรียนรู้ว่าชั้นหนังสือของห้องสมุดมีการเขียนครอบคลุมอยู่ด้วย “ขยะของชายคนหนึ่งเป็นสมบัติของอีกคนหนึ่ง” โอนีลกล่าว “ฉันอยู่บนขุมทรัพย์แล้ว”
จีโนมมนุษย์ประกอบขึ้นเป็นโครโมโซม 46 ตัว
ซึ่งเป็น “ห้องสมุด” รูปตัว X ของดีเอ็นเอที่ผูกปม ลำดับใหม่นี้กล่าวถึงโครโมโซมสามส่วน ได้แก่ เทโลเมียร์ “ส่วนปลาย” ของโครโมโซมที่ป้องกันไม่ให้ดีเอ็นเอสึกหรอ centromeres นอตหนาแน่นของ DNA ตรงกลางของโครโมโซมแต่ละตัวที่มีความสำคัญต่อการจำลองแบบของ DNA และ DNA ใน “แขน” ของโครโมโซมที่ใช้สร้างโรงงานโปรตีนที่เรียกว่าไรโบโซม
สิ่งที่เราอาจเรียนรู้เกี่ยวกับตัวอ่อนและวิวัฒนาการจากแผนที่จีโนมมนุษย์ที่สมบูรณ์ที่สุด
งานวิจัยใหม่ได้ผลิตลำดับดีเอ็นเอคุณภาพสูงในเทโลเมียร์ เซนโทรเมียร์ และแผ่นแปะซ้ำๆ ใน “แขน” ของโครโมโซมหลายชิ้น Zaleskyphoto / รูปถ่ายเงินฝาก
แม้ว่า DNA นี้ไม่ได้ผลิตโปรตีน แต่ก็สามารถสร้าง RNA ได้ และในขณะที่อาร์เอ็นเอมักจะคิดว่าเป็นพาหะข้อมูลบริสุทธิ์ แต่ก็สามารถมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในเซลล์ โดยจับกับโมเลกุลอื่นและอำนวยความสะดวกในปฏิกิริยาเคมี (นี่คือเหตุผลที่นักชีววิทยาวิวัฒนาการบางคนเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดถูกสร้างขึ้นจาก RNA ทั้งหมด ซึ่งจะมีทั้งพิมพ์เขียวและเครื่องมือสำหรับการจำลองแบบ)
ในเซนโทรเมียร์ RNA ช่วยให้โครโมโซมทะเลาะกันในขณะที่พวกมันทำซ้ำ หากไม่มี RNA จีโนมทั้งหมดจะแยกออกจากกัน ดีเอ็นเอในเทโลเมียร์ “ฝาท้าย” จะสร้างสาย RNA ซ้ำๆ ซึ่งทำงานเพื่อยึดปลายเข้าด้วยกัน และดูเหมือนว่าจะมีบทบาทในกระบวนการชราของเซลล์โดยการปะเทโลเมียร์เข้าด้วยกันเมื่อเสื่อมสภาพ
ดีเอ็นเอที่ชี้นำการสร้างไรโบโซมที่เรียกว่า rDNA อาจมีบทบาทในวงกว้างเช่นเดียวกัน หนังสือเรียนชีววิทยาระดับมัธยมศึกษาโดยทั่วไปอธิบายว่าไรโบโซมเป็นเครื่องจักรใบ้ที่อ่าน RNA และคายโปรตีนออกมา แต่ Maria Barna นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับลำดับใหม่นี้ อธิบาย ไรโบโซมที่ต่างกันดูเหมือนจะมีหน้าที่ต่างกันเล็กน้อย
กุญแจสำคัญคือ RNA อีกครั้ง ไรโบโซมอาร์เอ็นเอสี่ “สายพันธุ์” ซึ่งเข้ารหัสโดย rDNA ถูกถักทอเป็นโครงสร้างของโรงงาน rDNA ที่ยืดออกต่างกันจะสร้างสายพันธุ์ย่อยที่แตกต่างกันเล็กน้อย “สิ่งที่เกิดขึ้นตอนนี้จากข้อมูลเทโลเมียร์ถึงเทโลเมียร์คือมีความหลากหลายของ rDNA อย่างมาก” เธอกล่าว “เกือบ 25 เปอร์เซ็นต์ของ rDNA สามารถเปลี่ยนแปลงได้”
Barna กล่าวว่าไม่ใช่ทุกสายพันธุ์ที่จะทำให้เป็นไรโบโซมได้ แต่ความหลากหลายอาจมีบทบาทในทุกสิ่งตั้งแต่การให้เซลล์ประสาทไรโบโซมที่แม่นยำเป็นพิเศษสำหรับการสร้างโปรตีนชนิดพิเศษ ไปจนถึงการปล่อยให้เนื้องอกเติบโต “ตอนนี้เรามีแคตตาล็อกโดยย่อของความเป็นไปได้ของตัวแปรเหล่านี้ที่สามารถนำไปใช้กับความแตกต่างของเซลล์ตามปกติตลอดจนสถานะของโรคได้” บาร์นากล่าวเว็บสล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ล่าสุด
