בשלב זה של ההיסטוריה, לביולוגים יש מושג מקיף למדי על אופן פעולתו של גוף האדם. לאחר מאות שנים של מחקר, הם מבינים כיצד איברים אנושיים עובדים יחד לעיבוד מזון, מים ואוויר כדי לשמור על גופות. בני אדם יודעים כיצד רשת עצבים ותאי קולטן מאפשרת להם לגעת, להרגיש, לראות, לטעום ולשמוע. ובעוד שנוירולוגים עדיין לומדים את הפרטים הקטנים, הם מבינים אילו חלקים במוח שולטים באילו היבטים של החיים ופעולות הגוף. עם זאת, מדענים טרם פיצחו את הקוד המילולי במרכז גוף האדם. חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA), הקוד הגנטי המגדיר אם למישהו יש נמשים או לא, צבע ומרקם השיער והאם תאי הדם יציבים, עדיין מלא תעלומות. על מנת לפתור תעלומות אלה, מדענים יוצרים מפות. מיפוי הצמדה ומיפוי כרומוזומים הן שתי שיטות המשמשות להבנת גנים ו- DNA - שיטות דומות מספיק כדי להתבלבל, אך קלות להבנה עם מעט הסבר.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
מיפוי הצמדה ומיפוי כרומוזומים הן שתי שיטות שונות בהן משתמשים הגנטיקאים במטרה להבין כיצד פועל ה- DNA. הראשון קובע אילו גנים מובילים לאילו ביטויים גופניים בגוף של אורגניזם, ואילו האחרון קובע את המיקום הפיזי של גן נתון בשרשרת הגנים של כרומוזום. שתי השיטות משמשות לעבודה אל מטרת ההבנה, אך הן נוקטות בשתי גישות שונות.
יסודות מבנה ה- DNA
לפני שנלמד ההבדל בין כרומוזום למיפוי הצמדה, חשוב להבין את ההבדל בין גן לכרומוזום - וכיצד DNA מתייחס לשניהם. ה- DNA הוא הבסיס הכימי של התורשה וכיצד מעבירים תכונות מהורה לילד. שרשראות DNA כלולות בגנים, השולטים בדרך כלל בתכונות שלמות, וגנים נמצאים על כרומוזומים, שהם מבנים המתאגדים בכל מקום בין מאות לאלפי גנים יחד. הכרומוזומים מגיעים ב -23 זוגות, והזוגות האלה - שעברו בירושה מההורים שלך - מכילים את השרטוטים שהתאים השתמשו בהם ועדיין משתמשים בהם כדי להפוך אותך לאדם שאתה. כרומוזומים מאוחסנים בגרעין של כל תא בגופך (למעט תאי דם), ונותנים לתא לדעת כיצד לתפקד כחלק ממך. פרויקט הגנום האנושי, שהושלם בשנת 2003, הקים רשימה של כל הגנים שיכולים להיות קיימים ב גוף האדם - אך לחוקרים יש עדיין עבודה רבה על מנת להבין מה כל גן עושה ב גוּף. כאן נכנסות שיטות מיפוי.
מיפוי הצמדה: הבנת ביטוי גנים
מיפוי הצמדה, המכונה גם מיפוי גנטי, הוא שיטה למיפוי גנים של אורגניזם כדי לקבוע אילו מאפיינים פיזיים משפיע כל גן או קיבוץ גנים בגוף. מיפוי הצמדה משתמש במושג הצמדה גנטית: הרעיון שגנים ממוקמים קרוב זה לזה על כרומוזום לרוב עוברים בתורשה יחד, וכתוצאה מכך שולטים באשכול המאפיינים המזווג המכונה a פנוטיפ. מיפוי הצמדה מסייע לחוקרים להבין היכן נמצאים גנים ביחס זה לזה, אך בתוך כדי להבין היכן הם קיימים בדיוק על כרומוזום, נמצא מיפוי מסוג אחר נדרש.
מיפוי כרומוזומים: מפות גנטיות פיזיות
מיפוי כרומוזומים, המכונה בדרך כלל מיפוי פיזי, הוא שיטת מיפוי המשמשת לקביעת היכן קיים גן נתון בכרומוזום - ובעוד מידע ממפות הצמדה משתמשים לעיתים קרובות בכדי ליצור מפות כרומוזומים, מיפוי כרומוזומים מעוניין יותר במיקום פיזי של גנים מאשר בביטוי של אלה. גנים. סוגים שונים של מפות פיזיות קיימים בגנטיקה; למשל, בנוסף למעקב היכן נמצאים גנים ספציפיים באמצעות שיטות מיפוי פיזיות מסורתיות, נעשה שימוש במיפוי הגבלות כדי לזהות היכן נעשים חתכים בשרשראות ה- DNA. בשילוב עם מיפוי הצמדה, המחקר בקווים אלו מספק מושג טוב יותר לגבי חלקי ה קוד גנטי שולט בתכונות ספציפיות - כמו אם יש לך נמשים או לא, או אם אתה עלול לסבול מגל אֲנֶמִיָה. ההבדל המרכזי בין שני סוגי המיפוי הוא שמיפוי הצמדה מציג את מיקום הגנים ביחס לגנים קשורים היוצרים פנוטיפ, ואילו מיפוי כרומוזומים מציג גנים בודדים על סטטי כרומוזום.
יישומי מפת DNA
השימושים בשיטות אלה למיפוי גנים משתנים. כיום, יישום מעשי נפוץ כולל שימוש במפות אלה כדי לצמוח בין צמחים לייצור גבוה יותר תשואות יבול או פרחים נעימים יותר מבחינה ויזואלית, מה שעשוי לגרום להם להיראות פחות שימושיים בגדול סוּלָם. עם זאת, במקביל לכלים כמו CRISPR-Cas9, שיטות מיפוי גנים אלו עשויות בסופו של דבר לאפשר לחוקרים לפתור בעיות רפואיות הנובעות ממוטציות DNA. על ידי השגת הבנה היכן נמצאים גנים בכרומוזום ואיך הם באים לידי ביטוי באורגניזם, מדענים יוכלו לקבוע שליטה ישירה יותר ב- DNA, שהיא יכולת שיכולה להיות מַהְפֵּכָנִי.