תוֹכֶן
- TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
- יסודות מבנה ה- DNA
- מיפוי הצמדה: הבנת ביטוי גנים
- מיפוי כרומוזום: מפות גנטיות פיזיות
- יישומי מפת DNA
בנקודה זו בהיסטוריה, לביולוגים יש מושג די מקיף לגבי אופן פעולת גוף האדם. לאחר מאות שנים של מחקר, הם מבינים כיצד איברים אנושיים עובדים יחד כדי לעבד מזון, מים ואוויר כדי להשאיר גופים. בני האדם יודעים כיצד רשת עצבים ותאי קולטן מאפשרים להם לגעת, להרגיש, לראות, לטעום ולשמוע. ובעוד הנוירולוגים עדיין בוחנים את הפרטים הקטנים, הם מבינים באיזה חלקים במוח שולטים אילו היבטים של החיים ופעולות הגוף. עם זאת, מדענים טרם פיצחו את הקוד המילולי במרכז גוף האדם. חומצה Deoxyribonucleic (DNA), הקוד הגנטי שמגדיר אם יש למישהו נמשים או לא, צבע ושערת השיער והאם תאי הדם יציבים, עדיין מלא בתעלומות. על מנת לפתור את התעלומות הללו, מדענים יוצרים מפות. מיפוי הצמדה ומיפוי כרומוזומים הם שתי שיטות המשמשות להבנת גנים ו- DNA - שיטות דומות מספיק כדי להתבלבל, אך קל להבנה עם מעט הסבר.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
מיפוי הצמדה ומיפוי כרומוזומים הם שתי שיטות שונות המשמשות גנטיקאים במרדף להבין כיצד פועל ה- DNA. הראשון קובע אילו גנים מובילים לאילו ביטויים גופניים בגוף אורגניזמים, ואילו האחרון קובע את המיקום הפיזי של גן נתון בשרשרת הגנים הכרומוזומים. שתי השיטות משמשות לעבודה לקראת מטרת ההבנה, אך הן נוקטות בשתי גישות שונות.
יסודות מבנה ה- DNA
לפני שלומדים את ההבדל בין מיפוי כרומוזום לבין מישור הצמדה, חשוב להבין את ההבדל בין גן לכרומוזום - וכיצד ה- DNA קשור לשניהם. ה- DNA הוא הבסיס הכימי לתורשה וכיצד מועברים תכונות מהורה לילד. שרשרות DNA כוללות גנים השולטות בדרך כלל בתכונות שלמות, וגנים נמצאים בכרומוזומים, שהם מבנים המקבצים בכל מקום בין מאות לאלפי גנים יחד. הכרומוזומים מגיעים ב 23 זוגות, והזוגות הללו - שירשו מהוריך - מכילים את הכחולים שהתאים שלך השתמשו בהם ועדיין משתמשים בכדי להפוך אותך לאדם שאתה.הכרומוזומים מאוחסנים בגרעין של כל תא בגופך (למעט תאי דם), ומאפשרים לתא לדעת כיצד לתפקד כחלק מכם. פרויקט הגנום האנושי, שהושלם בשנת 2003, הקים רשימה של כל הגנים שיכולים להיות בגוף האדם - אך לחוקרים עדיין יש הרבה עבודה כדי להבין מה כל גן עושה בגוף. כאן נכנסים שיטות מיפוי.
מיפוי הצמדה: הבנת ביטוי גנים
מיפוי הצמדה, המכונה גם מיפוי גנטי, הוא שיטה למיפוי גנים של אורגניזמים כדי לקבוע אילו מאפיינים פיזיים משפיעים כל גן או קיבוץ גנים בגוף. מיפוי הצמדה משתמש במושג ההצמדה הגנטית: הרעיון שגנים הממוקמים קרוב זה לזה על כרומוזום עוברים לרוב בירושה יחד, וכתוצאה מכך שולטים על מקבץ המאפיינים המזווג המכונה פנוטיפ. מיפוי הצמדה מסייע לחוקרים להבין היכן הגנים ממוקמים יחסית זה לזה, אך על מנת להבין היכן בדיוק הם קיימים בכרומוזום, יש צורך במיפוי מסוג אחר.
מיפוי כרומוזום: מפות גנטיות פיזיות
מיפוי כרומוזום, המכונה בדרך כלל מיפוי פיזי, הוא שיטת מיפוי המשמשת לקביעת היכן קיים גן נתון בכרומוזום - ובעוד שמידע ממפות הצמדה משמש לרוב לצורך יצירת מפות כרומוזומים, מיפוי כרומוזום מעוניין יותר במיקום הפיזי של גנים מאשר בביטוי של אותם גנים. סוגים שונים של מפות פיזיות קיימות בגנטיקה; למשל, בנוסף למעקב אחר מיקומם של גנים ספציפיים בשיטות מיפוי פיזיות מסורתיות, נעשה שימוש במיפוי הגבלות כדי לזהות היכן ניתן לבצע חתכים בשרשראות DNA. בשילוב עם מיפוי הצמדה, מחקרים על פי קווים אלו מספקים מושג טוב יותר לגבי אילו חלקים מהקוד הגנטי שולטים בתכונות ספציפיות - כמו אם יש לך נמשים או לא, או אם אתה סובל מאנמיה תאי מגל. ההבדל העיקרי בין שני סוגי המיפוי הוא שמיפוי הצמדות משרטט את מיקום הגנים ביחס לגנים קשורים המהווים פנוטיפ, ואילו מיפוי כרומוזומים משרטט גנים בודדים בכרומוזום סטטי.
יישומי מפת DNA
השימושים בשיטות אלה למיפוי גנים משתנים. כיום יישום מעשי נפוץ כרוך בשימוש במפות אלה לצורך חוצה גזעי צמחים לייצור יבול יבול גבוה יותר או פרחים נעימים יותר מבחינה חזותית, מה שעלול לגרום להם להראות פחות מועילים בקנה מידה מפואר. עם זאת, בד בבד עם כלים כמו CRISPR-Cas9, שיטות מיפוי גנים אלה עשויות בסופו של דבר לאפשר לחוקרים לפתור בעיות רפואיות הנובעות ממוטציות DNA. על ידי קבלת הבנה היכן נמצאים הגנים על כרומוזום וכיצד הם באים לידי ביטוי באורגניזם, מדענים יוכלו להשיג שליטה ישירה יותר על ה- DNA, שזו יכולת להיות מהפכנית.