Определение полной первичной структуры ДНК генома человека

Исчерпывающая физическая карта генома человека (и любого другого организма) должна представлять собой полную последовательность нуклеотидов ДНК всех его хромосом. Благодаря тому, что к решению такой грандиозной по объему задачи привлечены многие хорошо финансируемые лаборатории в разных странах мира и для этих целей используются автоматические высокопроизводительные секвенаторы, она представляется скорее рутинной, чем захватывающей. Секвенирование начинается с субклонирования небольших рестрикционных фрагментов ДНК, образуемых в результате рестрикции предварительно клонированных более крупных фрагментов, и первичная структура коротких фрагментов далее определяется одним из известных методов.

Опубликованные одновременно в 1977 г. методы секвенирования ДНК А. Максама и У. Гилберта, а также Ф. Сенгера сделали процесс определения первичной структуры генов доступным любой биохимической лаборатории. С тех пор метод Сенгера, основанный на случайной терминации синтеза ДНК in vitroкак следствие включающихся в синтезируемую цепь ДНК дидезоксирибонуклеозидмонофосфатов, получил широкое распространение. Дальнейшим развитием метода Сенгера было использование в продукте реакции флуоресцентной метки вместо радиоактивной, что позволило автоматизировать процесс секвенирования. Во многих случаях для определения первичной структуры того или иного участка ДНК теперь уже нет необходимости в предварительном клонировании соответствующего фрагмента, поскольку разработаны эффективные методы секвенирования непосредственно продуктов ПЦР. Все это резко стимулировало эффективность анализа первичной структуры генов. Однако необходимо иметь в виду, что длина ДНК даже самой маленькой Y-хромосомы человека составляет 50 м.п.о., а лучшие автоматические секвенаторы сегодняшнего дня позволяют определять за один год последовательность из ~0,1 м.п.о. Это наглядно демонстрирует масштабы задачи, которую предстоит решить[3].