Човешки геном

Човешкото тяло е изключително сложно.По традиция биолозите се фокусират върху една малка част и се стараят да я разберат детайлно.Този подхот не се промени и с раждането на мулеколярната биология.В по-голямата си част учените се специализират върху даден ген или върху гените ,участващи в дадена биохимична пътека.Но нито една част на която и да било машина не действа независимо от другите части.
    За  да разберем генетичните процеси в основата на живота ,ние се  нуждаем от нещо повече от подробното познаване на определен ген или пътека ;трябва да поставим това знание в контекста на цялата система –генома.
Какво е геном и защо е толкова важен?
Геномът е цялата ДНК на един организъм, включително неговите гени. Той представлява пълния набор от кодирани инструкции за създаването и поддържането на дадения организъм. 
Очаква се геномиката (познаването на генома):
– да революционизира фармацевтиката, като насочи фармакотерапията към действителната етиология на заболяванията
– да тласне напред генната терапия (генния трансфер) и медицинската диагностика
– да промени коренно превантивната медицина
– да се намеси в процесите на стареене… 
Какво представлява 
Проектът Човешки геном?
Проект на правителството на САЩ, координиран от Департамента по енергетика (DOE) и Националните здравни институти (NIH), поставил си за периода 1990-2003* следните цели:
• да отрие предполагаемите около100 000 гена в човешката деоксирибонуклеинова киселина (ДНК)
• да определи последователността (точния ред) на трите милиарда нуклеотидни чифта бази, които изграждат човешката ДНК
• да складира информацията в база данни
• да развие начини за анализ на данните
• да посрещне моралните, юридическите и социалните проблеми, които могат да възникнат в резултат на отварянето на „Кутията на Пандора“; да протектира частния и конфиденциален характер на генетичната информация, която не трябва никога да води до стигматизация (поставянето на „клеймо“), дискриминация (трудова, здравноосигурителна и др.), комерсализация, расистки и елитаристични уклони, репродуктивни дилеми
• Финансиране: $3 милиарда
Международни партньори от 1998 година насам: Великобритания, Франция, Германия, Япония, Китай; участват общо 18 страни.

* Проектът Човешки геном  бе планиран да приключи през 2005 година, но по-късно бе ускорен с две години. През 2003 година се навършва половин век от описването на двойноспиралната структура на ДНК от Уотсън и Крик. 
Как започна „ловът“ на гени?
След използването на атомната бомба от САЩ през Втората световна война, американският Конгрес постави на Департамента по енергетика задачата да проучи биологичните и здравните ефекти на радиацията и на химическите  продукти, образувани и отделяни при производството на енергия.
Като директна мишена за проучване бе избрана ДНК.
Първоначално бяха изследвани геномите на няколко човека, а след това на многобройни анонимни донори от различни расови и етнически групи.
 

Декември 1999 г.: Декодирана бе последователността на човешката хромозома 22
Март 2000 г.: Декодиран бе геномът на плодовата мушица Drosophila melanogaster
Април 2000 г.: Декодирани бяха човешките хромозоми 5,16, 19 (300 милиона чифта бази,11% от целия човешки геном). Хромозома 19 съдържа 60 милиона чифта бази или около 2% от човешкия геном; мутациите в тази хромозома се свързват с атеросклероза и захарен диабет
Май 2000 г.: Декодирана бе човешката хромозома 21 (след 14-годишни усилия) 
Юни 2000 г.: Допълнена бе работната (с по-малка точност) чернова - 90% от човешкия геном
2003 г.: Ще бъде завършена пълната, с високо качество (1 грешка на 10 000 бази) последователност на ДНК; 100% от човешкия геном; поправяне на типографските грешки и запълване на празните сегменти в работната чернова
 
Какво е фармакогеномика?
Създаването и разработването на лекарства, насочени към специфични гени.
Учените смятат, че 99.9% от гените на един човек са еднакви с гените на друг човек и различията са само 0.1%. 
Вариациите в човешкия геном определят уникалността на всеки индивид. Те интересуват най-много фармацевтичните фирми. 
„Познаването на генома ще промени начина, по който се дизайнират лекарствата и ще тласне индивидиализираната медицина в нова ера“, прогнозира президентът на Силера Джей Крейг Вентър.
През следващото десетилетие вероятно ще разберем как ДНК вариациите определят индивидуалния отговор към лекарствените средства. Сегашните медикаменти се изпитват в дългогодишни клинични проучвания сред големи популации от пациенти по пътя на „опита и грешката“. Тази „голяма фарма“ изисква време, ресурси и пари, а в крайна сметка - при едни пациенти действа ефективно, при други - не, при трети - води до токсични реакции. Въпрос на ДНК вариации…
Геномиката ще доведе до създаването на нови класове медикаменти, които ще достигат до фармацевтичния пазар по-бързо, ще струват по-евтино, ще са по-ефективни при конкретни индивиди/групи пациенти и ще водят до по-малко странични ефекти. 
Разработени бяха методи за откриване на различни ДНК вариации, по-конкретно от типа единични нуклеотидни полиморфизми (SNPs), които се срещат веднъж на всеки 100 до 300 бази. 
Бъдещето принадлежи на протеомиката
Около 10% от генома включва протеин-кодиращи последователности (ексони) от гени. Пост-геномното предизвикателство е да се научим да четем моделите на протеиновата синтеза. Крайната цел е да познаваме не човешкия геном, а човешкия протеом (структурата и функцията на всеки един от нашите белтъци).
   Геномът е целият кмплект от генетични указания в ядрото на всяка клетка .Всяка клетка има два генома ,по един от всеки родител:две копия от всяка хромозома ,която наследяваме ,ни подсигуряват с две копия от всеки ген и следователно – с две копия от генома.Размерите на генома варират при различните видове.От измерването на количеството ДНК в една единствена клетка успяхме да преценим ,че човешкият геном съдържа около 3 100 000 000 базови двойки:3 1000 000 000 Ата,Т-та,Г-та и Ц-та.
    Гените присъстват във всеки наш успех и неволя,дори във върховната:причисляват го до известна степен към към причините за смъртността,освен когато става въпрос за злополука.Дори реакцията ни към заразни болести като морбили и обикновената настинка имат генетичен  компонент ,защото имунната система се управлява от нашата ДНК.Остаряването също е в голяма степен генетичен феномен:последиците , които свързваме с остаряването ,са в голяма степен отражение на мутациите на нашите гени нпо време на живота .Затова , ако искаме  да разберем напълно  и най-после да се справим с тези генетичн фактори на живота и смъртта,трябва да направим пълен опис на всички  генетични играчи в човешкото тяло.
        Ключът към човешката ни същност се крие най-вече в човешкия геном .Току що оплодената клетка от човек и от шинпанзе външно не могат да се различат ,но една та съдържа  чожешкият геном , а другата  -генома на шимпанзето .И в двете именно ДНК наглежда невероятната трансформация от една единствена клетка до изумително сложния възратен представител и на двата вида ,като човекът например се състои от три трилиона клетки .Човешкият геном е огромен сборник от институции,управляващи развитието на всеки един от нас .Човешката природа е записана в тази книга.
Стана така че именно телескопа помогна неволно за стартирането на Проекта за изучаване на човешкия геном . В началото на оседемдесетте години асрономите от Калифорнийския университет предложиха да изградят най-големия,най-мощният телескоп на света с предполагаема цена 75 000 000$ .Когато фондацията “Макс Хофман” даде 36 000 000$ ,благодарният университет се съгласи да кръсти проекта на името на щедрият си благодател.За нещастие този начин за изразяване  на благодарността затрудни набирането на останалите средства .
Следващата стъпкапка за изучаване на човшкия геном идва от Министерството на енергетиката на САЩ.Макар и ,естествено, концентрирана върху енергийните нувди на нацията,програмата на МЕ има поне един биологичен мандат :да се иследва рискът за здравето от ядрената енергия . Във връзка с това се финансира проследяването на дългосрочното генетично увреждане на оцелелите при атомния зрив в Нагазаки и Хирошима и техните потомци.
 През 1986 година шумът около генома стана оше по-силен . През юни същата година организирах при лабораторията на Колд Спринг Харбър специална сесия за обсъждане на проекта по време на голямата среща , посветена на човешката генетика.
            Проектът за изучаване на човешкия геном е изключително технологично постижение . Ако някой бе изказал през 1953 година предположението ,че преди да изминат петдесет години ще бъде секвенциониран целият човешки геном , с Крик щяхме да се изсмеем и да го почерпим с нещо за пиене .Скептицизмът изглеждаше напълно основателен и след овече от двайсет години ,когато най-после бяха изобретени първитвите методи за секвенциониране на ДНК. Тези методи несъмнено бяха технически пробив ,но секвенционирането  все пак мъчително бавен процес. А ето че сега ,само след още 25 години , отбелязахме завършването на последователност от 3 100 000 000 базови двойки . Но трябва да имаме предвит също така ,че геномът е много повече от паметник на технологичните ни умения ,колкото и изумителни да са те : каквато и да е политическата мотивация ,Белият дом бе напълно прав , приветствайки откриващите се пред нас възможности за справяне с болестите  и  , нещо повече , началото на нова ера в разбирането ни за начина , по който се изграждат и функционират организмите , както и какво ни отделя биологически от останалите видове , с други думи , какво ни прави човешки същества.