Genomika asoslari

Mobil elementlar turlicha belgilanadi.

1. 
   LINE (long interspersed elementlari) uchun diskriptlangan takrorlanishlar. Inson genomida har birining uzunligi 6 ming nukleotidlar juftini tashkil qiladi. Genomda ularning nusxasi 8,5·10⁵ ni tashkil qiladi.
   
2. 
   SINE (short interspersed elemets) shuningdek– qisqa takrorlanadigan takrorlanishlar orqali ular inson genomi DNK matnida 10 barobar ko`p joyni egallaydigan oqsil kodlaydigan ketma-ketliklarga nisbatan har birining 100-400 nukleotidlar juftini tashkil qiladi. Shuningdek genomga nisbatan nusxalar soni 1,5·10⁶ sm tashkil qiladi.
   
3. 
   LTR-Transpozonlar ularning o`lchami 1,5-11 ming nukleotid juftlarini tashkil qiladi. Genomdagi nusxalari soni 4,5·10⁵ sm tashkil qiladi. Hujayra genomi genlar tuzilishi tashkil qiladi.
   

Hujayra genomi genlarnig balansli tizimi sifatida, o’ziga xos genetic ma’lumotlar arxivi hisoblanadi, hujayra metabolizmi o’zini-o’zini ko’paytirish, rivojlanish va morfogenez jarayonlarining nazorati uchun kerakli hisoblanadi. Bu jarayonlarga hamma genetic jarayonlarning- konvariant reduplikasiyasi, transkripsiya, translyasiya, reparasiya, rekombinasiya, segregasiya jarayonlarining genlari kiradi.
Genomika fanining rivojlanishida quyidagi kashfiyotlar katta o`rin tutadi.

• 
  1966-yil M.Geller, B.Veys va S.Xiranson DNK-ligaza fermentini kashf qildi.
  
• 
  1970-yil G.Temin va D.Baltimor bir-biriga bog`liq bo`lmagan holda teskari transkriptaza fermentini kashf qilishadi. RNK matritsasining asosida komplementar DNK si sintez qiladi va 1975-yilda R.Dalbekko bilan hamkorlikda Nobel mukofotining laureati bo`lgan.
  
• 
  V.Arber, D.Natans va X.Smit - DNK ni maxsus qismlarida, saytlarida kesish xususiyatiga ega bo’lgan, Hind II restriktaza fermentini birinchi bo`lib ajratib olishgan.. 1978-yil Nobel mukofotiga sazovor bo`lishdi. Ushbu ferment yordamida SV-40 virusining genom xaritasini tuzishgan.
  
• 
  1972-1973 yy. X.Boyer, S.Koen va P.Berg DNK klonlash texnologiyasini ishlab chiqishgan. Berg birinchi marotoba bakteriya ƛ virusining va maymun SV-40 virusining rekombinant DNK molekulasini olishga muvaffaq bo’lgan. Ushbu tajriba gen muxandisligi sohasida birinchi tadqiqot ishlaridan bo’lib, plazmida DNK siga drozofila DNK sining fragmenti kiritilgan, va natijada himerali plazmidalar olingan. Ular E.coli hujayrasiga kiritilganda, funksional jihatdan faollikni ko’rsatgan. 1980-yil kimyo bo`yicha Nobel mukofotiga sazovor bo`lishgan.
  
• 
  1975 yil k-DNK birinchi marta klonlashtirilgan.
  
• 
  1976-yil V.A.Gvozdev, va D.Xogness (AQSH) drozofilada harakatchan mobil elementlarni aniqlashgan.
  
• 
  1975-1977 yy. F.Senger va A.Maksam va U. Gilbert bir-biriga bog`liq bo`lmagan holda uzun DNK nukleotid qatorini aniqlashning tezkor uslublarini ishlab chiqishgan (to`g`ridan-to`g`ri sekvenirlash). Bundan tashqari genning mozaik tuzilishi ekzon-intron strukturasini aniqlab berishgan.
  

1977. 
      yil F.Senger hamkasblari bilan φx10/174 fagining genomidagi ketma-ketliklarni sekvenlashadi. 5386 nukleotid qatoridan iborat halqali bir zanjirli DNK molekulasini fag genomida genlar ichida joylashgan genlar borligini aniqlashadi. Ushbu kashfiyot F.Sengerga ikkinchi Nobel mukofotini olib keladi.
      

1977-yil molekulyar genetika sohasida yangi era boshlanadi, genomika erasi keyingi bosqich genomlarini sekvenirlash obyektlarning o`sib borishi va uslublar samarasining oshishi bilan bog`liqdir. Ular orasida eng muhim kashfiyotlar quyidagilardir:

• 
  1981-yilda Kembrij unversitetida molekulyar genetika laboratoriyasida insonning mitohondrial DNK sining nukleotid qatorlarining ochib berishini (F.Senger, S.Anderson va boshqalar).
  
• 
  K.Myullis va R.Sayki polimerazali zanjirli reaksiya uslubini ishlab chiqishdi. Uning yordamida DNK ning millionlab nusxasi olish imkoni yaratildi. Ushbu uslub “Inson genomi” dasturini amalga oshirish ishlarini tezlashtirdi. 1993-yilda Nobel mukofotiga sazovor bo`lishgan.
  
• 
  Applied Biosystems (AQSH) birinchi marta avtomatik DNK – sekvenator ishlab chiqildi. Uning modeli har yili takomillashtirmoqda. Buning natijasida DNK ni molekulyar biologik laboratoriyalarda sekvenirlash uslubi soddalashtirilgan.
  
• 
  Birinchi yuqori takomillashgan organizmlar sekvenirlangan 8·10⁷ Caenorhabiditis elegans nematodalari juft nukleotidlarga ega bo`lgan (1998) Arabidopsis o`simligining 8·10⁷ juft nukleotidlarga ega bo`lgan va drozofilaning 1,75·10⁸ (2000) juft nukleotidlari o’lchamli genomlari sekvenirlandi.
  
• 
  Halqaro konsortsium (IHGSG) va Celera Genomics (2001-yil xususiy firmasi tomonidan inson genomi to`liq sekvenirlangan genom o`lchami 3,2·10⁹ juft nukleotidlarni tashkil qilgan.
  
• 
  2,2·10⁹ juft nukleotid o`lchamiga ega bo`lgan sichqon genomi (2002) va neandertal genomi to`liq sekvenlandi (2006).
  

Hozirgi kunda mingga yaqin tur organizmlarning genomlari sekvenirlangan. Asosiy e’tibor patogen xususiyatlarga ega bo`lgan bakteriya va viruslarning genom strukturasini aniqlashga qaratilgan. Turli xil organizmlarni genomini sekvenirlash natijasida olingan ma’lumotlar ularni tizimli saqlash va bu qatorlar uchun ma’lumotlar bazasini yaratishni keltirib chiqardi. Molekulyar genetika va genomika yutuqlari massiv ma’lumotlarini saqlash va qayta ishlash texnik sharoitlarining yaratilmaganda amalga oshishning iloji bo`lmas edi.
Sekvenirlangan DNK nukleotidlar qatorining birinchi yaratilgan elektron bazasi LOS ALAMAS DNA DATABASE (1980) edi. Keyinchalik genetik ketma-ketliklarning boshqa ma’lumotlar bazalari yaratildi va ular internetda o`z manzillariga egadir:

• 
  Gen Bank (AQSH 1982)
  
• 
  EBL DATA LIBRARY yevropa (1980)
  
• 
  EMBL Nukledite Sequence DATABASE yevropa (1994)
  
• 
  DNA DATA BANK Oƒ Japan Yaponiya (1986)
  
• 
  INTERNATIONAL Nukleotide Sequence DATABASE
  
• 
  SWISS PROT Aminokislotalar ketma- ketligining yirik ma’lumotlar bazasi
  
• 
  WIT (WHAT IS THERE) integreyted genomiks interkoporayshn (AQSH Chikago) kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan bo`lib genomlar nukleotidlar ketma-ketligi qiyosiy takrorlashda va xromosoma ketma-ketliklarida metabolizm konstruksiyalash ishlarini qayta o`tkazishda ishlatiladi.
  
• 
  NUMBIO RFA molekulyar genetika ITI tomonidan inson biologiyasi bo`yicha ma’lumotlar bazasi hisoblanadi.
  
• 
  Gene Express kompyuter tizimi juda ko`p dasturlar va ma’lumotlar bazasini o`z ichiga oladi. Bu ma’lumotlar transgen o`simliklar yaratishda ishlatiladi. Ushbu kompyuter tizimi RFA sitologiya va genetika institutida ishlab chiqilgan.
  

Ilmiy adabiyotlarida genomika bo`yicha turli xil iboralar (atamalar) ishlatiladi.
Bioinformatika biologiyasi -In siliko biologiyasi, hisoblash biologiyas, bioinformatika, kabi iboralar bo’lib, bu sohalar o`rtasida chegaralarini olib tashlash ehtiyoji tug`iladi.
Bioinformatika – ma’lumotlar nazariyasining tezkor rivojlanayotgan bo`limi bo`lib, ushbu fan ma’lumotlar yaratish qulay kompyuter grafiklar, shuningdek ketma-ketliklar tahlili uchun dasturlarning matematik uslublarini va fazoviy tuzilmalarini ishlab chiqarishga qaratilgan.
Bionformatika maqsadi biologik tizimlar va ular elementlarini tuzish va matematik modellarni tahlil qilish, shuningdek, biologik bilimlarni ishlatishning eng samarali shakllarini ishlab chiqish hisoblanadi.
Bionformatikada maxsus bo`lim mavjud bo`lib, kompyuter genomikasi deb ataladi. Kompyuter matnlarini ochib berish DNK (RNK) nukleotidlar ketma-ketligini saqlaydi.
Metabolonomika (proteomika) bioinformatika bir bo`limi bo`lib hujayraning metabolizmi tuzilishining prinsipial ta’riflarini va genom tomonidan uning boshqarilishini tadqiq qiladi. Uning vazifalariga metabolizmning ma’lum dinamik strukturasini aniqlash va modellash hujayrada mavjud bo`lgan fermentlarning boshqarilishi orqali ta’minlash, bu strukturalarning mavjud bo`lishini ta’minlaydigan genom funksiyasini ta’minlaydi.
In Siliko biologiyasining yoki hisoblash biologiyasining vazifalariga makromolekulalar tizimi dinamikasi tahlili molekulyar genetik tizimlar va jarayonlar butun organizmlar va hujayralar funksiyasining matematik modelini ishlab chiqish, ya’ni genomika va proteomika ishlanmalarini birlashtirish kiradi.
1998-yildan boshlab Germaniyada hisoblash molekulyar biologiyasi bo`yicha halqaro “In siliko biology” ilmiy jurnali nashr etiladi.
Elektron internet nashrini Bioinformation systems E.V. (Braunshteyn) bosma nashrini esa IOS Press tayyorlaydi.
Struktur genomikada genetik testlarning tahlilida nazariy informatsion uslub qo`llaniladi. Genetik testlar kompyuter dasturlari bilan o`xshashligini ko`rsatadi masalan boshlangich belgilar mavjudligi (promoter) va oxirgisi transkripsiya jarayonlarining dasturlarining sikl belgilari mavjuddir.
Dasturlarda genetik matnlarning kompyuter tahlilidagi vazifalari belgilab berilgan:

1. 
   Gomologiyalarni qidirish va genetik matnlarni tahrirlash, ko`p marotaba tahrirlash;
   
2. 
   Genetik matnlarni statistik tahlil qilish, takrorlanadigan ketma-ketliklar strukturasini va ketma-ketliklar belgilarini modulini ishlab chiqishni genom segmentatsiyasini tadqiq qilish;
   
3. 
   Genlar kodlanadigan qismlarini va ochiq ramkalarini sanashni bashorat qilish. (Inglizcha OPEN FEADING ƒrame ORF);
   
4. 
   Funksional signallarni funksional saytlar va boshqaruvchi qismlarni bashorat qilish ;
   
5. 
   RNK ikkilamchi strukturasini va translyatsiya signallarini tahlil qilish;
   
6. 
   Oqsillar aminokislotalar qatorlarini tahlil qilish. Aminokislotalar qatoriga ko`ra globulyar oqsil domenlari va funksional saytlarini ikkilamchi strukturasini bashorat qilish.