Comparative Genome Analysis

00:01 Willkommen zurück zur zweiten Vorlesung über Genomik. In der letzten Vorlesung haben Sie etwas über DNA Sequenzierung und wie wir ein ganzes Genom sequenzieren können gelernt. Aber in dem Studium der Genomik, geht es in Wirklichkeit darum, herauszufinden, was die DNA-Sequenz bedeutet. Wir werden der Frage welche Arten von DNA in Genomen vorkommen in dieser Vorlesung nachgehen. Am Ende dieser Vorlesung, sollten Sie in der Lage sein zu diskutieren, warum manchmal ein größeres Genom nicht unbedingt ein komplexeres Genom ist. Darüber hinaus werden Sie in der Lage sein, die DNA Klassen, die wir im gesamten Genom finden, zu charakterisieren und zu erkennen, sowie die Auswirkungen der transponierbaren Elemente. Das ist ein großes Feld. Und außerdem werden Sie in der Lage sein zu erklären, warum Einzelnukleotid-Polymorphismen für die genetische Analyse nützlich sind. Die Frage ist, warum einige Organismen mit weniger Genen oft komplexer sind, als diejenigen, die mehr Gene haben? Diese Frage kam auf, als im Jahr 2000 das menschliche Genom sequenziert wurde und die Ergebnisse zeigten, dass es nur etwa 30.000, vielleicht ein paar mehr Gene im Genom gibt. Das ganze sollte vorangetrieben werden und bis zu 40.000 Gene sequenziert werden sollten, aber nach weiterer Analyse stellt sich heraus, dass es eher 20.000 bis 25.000 sind.

01:26 Das gab den Menschen kein besonders gutes Gefühl, denn es ist nicht viel mehr als die Anzahl, die wir bei einer Fruchtfliege sehen und zB Mais hat eine viel größere genetische Vielfalt als wir es haben. In einigen dieser Pflanzen sind viel mehr Gene als beim Menschen, aber wir denken gerne von uns selbst ein wenig komplexer als eine Fruchtfliege. Wir dachten, dass es wahrscheinlich viel mehr Gene gibt und daher wurde das Genomsequenzierungsprojekt recht früh abgeschlossen. Wir dachten natürlich, dass wir ein bisschen mehr als nur Mais haben, aber es stellte sich heraus, dass dem nicht so ist. Die Frage ist also was wirklich vor sich geht und wie wir diesen Code entschlüsseln können. Der Bereich der Genom-Annotation betrifft nicht nur die Sequenz. Wir nehmen die Basensequenz und annotieren dann, was beim Sequenzieren vor sich geht. Ist dies ein kodierender Abschnitt der DNA oder ist dies ein nicht-kodierenden Abschnitt der DNA? Wie sieht er aus aus? Wir haben einige ziemlich konsistente Muster im gesamten Genom festgestellt. In diesem Vortrag werden wir uns einige dieser Muster ansehen und wie sich Veränderung der Genexpression manifestieren können. Der Schlüssel, dass wir Menschen komplexer sind, ist, dass Teile des Genoms, von denen wir früher dachten das sie Schrott waren, eigentlich gar kein Schrott sind. Sie haben viel mit der Regulierung der Anzahl der Genen und deren Expression zu tun oder mit der Regulierung der Expression.

03:00 Schauen wir uns zunächst einen Moment lang an, wie der Genom scan ablief. Sie suchten nach dem Start Codons und Stoppcodons. Man konnte dadurch sehen, wie viele Gene es gibt, wenn man nur die Start- und und Stoppcodons sich anschaut. Den Abstand zwischen den Start und Stoppcodons nennt man einen offenen Leserahmen. Der offene Leserahmen kann daher Folgendes aussagen: "Okay, wir haben hier einen Abschnitt der DNA der etwas kodiert und für was ist dann der Code?" Wir können uns dann ansehen, wofür es codiert ist und man kommt in den Bereich der Proteomik.

03:33 Wir werden jedoch jetzt nicht dorthin gehen, sondern in dieser Vorlesung bei der Genomik bleiben. Was ist dann passiert? Wir haben festgestellt, dass es alternative Spleißmechanismen gibt. Wir haben diese bereits bei der Produktion unserer reifen messenger RNA behandelt. Sie könnten eine Reihe von Introns und Exons haben und wir haben die drei und fünf Prime translation Region.

03:55 Wir könnten alternatives Spleißen haben, so dass eine reife messenger RNA am Ende ein Protein eines Typs produziert, es in verschiedene Teile zerlegt und verschiedene Introns zu einem anderen Protein zusammenfügt. In diesem Sinne kann ein Gen für mehrere Formen eines Proteins kodieren.