Геномика

Геномика — наука о строении и функционировании генома, изучающая:

• хранение генетической информации (геном и отдельные гены на молекулярном, индивидуальном и популяционном уровнях);

• передачу генетической информации (механизмы экспрессии и регуляции генов, возможности переноса генов в другие системы);

• реализацию генетической информации в конкретные свойства и признаки организма;

• причины и механизмы изменения генетической информации на разных этапах развития организма, взаимосвязи между генами и их эволюцию;

• клонирование организмов и использование знаний в генно-инженерных целях;

• создание естественной классификации микроорганизмов (генеалогического древа) на основе генетических признаков;

• разработку высокоточных методов диагностики и идентификации микроорганизмов — определение плазмидного профиля, рестрикционный анализ, молекулярная гибридизация, ПЦР, секвенирование.

Направления геномики:

1. Структурная — изучает первичную структуру генома (секвенирование генома), границы генов и их организацию, структуру белков и других биомолекул клетки, организацию генома. Использует методы картирования, секвенирования, рентгенструктурного анализа, биоинформатики.

2. Функциональная — изучает функции генов и механизмы регуляции их активности, экспрессию генов при физиологических и патологических процессах. Использует методы биоинформатики, клонирования, направленного мутагенеза, ядерно-магнитного резонанса.

Биоинформатика — направление биологии, основанное на компьютерном анализе первичной, вторичной, третичной структуры молекул ДНК, молекул РНК и белков (т. е. их полных сиквенсов или сиквенсов их фрагментов). Для этого используются специальные компьютерные программы и информационные базы данных.

3. Эволюционная — проводит сравнительный анализ от признака к гену, использует эти знания в таксономических целях, выявляет родственные связи между организмами (рис. 76).

Рис. 76 .Способы представления генетических связей

при составлении генеалогического древа

Разделы геномики:

1. Транскриптомика — изучает транскриптомы — совокупность мРНК клетки и изменения в них в зависимости от среды и стадии развития.

2. Протеомика — изучает закономерности функционирования белков клетки в конкретный период ее развития, характер и последствия их биологических взаимодействий, роль в регуляторных и эффекторных процессах.

3. Метаболомика — изучает метаболиты и изменения в их составе в разные фазы жизненного цикла.