ژنومیک

ژنگان شناسی[ ۱] یا ژنومیک ( به فرانسوی: génomique ) شامل تجزیه و تحلیل داده ها و اطلاعات ژنتیکی به ویژه ژنوم جانداران است. ژنوم توالی کل دی ان ای موجود در سلول های یک جاندار است که به عنوان ماده ژنتیکی عمل می نماید و سبب بروز صفات وراثتی ( فنوتیپ ) می شود. با انتقال ماده وراثتی از یک نسل به نسل دیگر، صفات ارثی از یک نسل به نسل بعد منتقل می شود. در موجوداتی که تولید مثل جنسی دارند، ژن ها از طریق سلول جنسی نر ( اسپرم ) و سلول جنسی ماده ( اووم ) به نوزاد منتقل می شود. به طور خلاصه باید گفت که ژنومیک شامل توالی یابی و آنالیز ژن ها و رونوشت های آن ها در یک جاندار است. [ ۲]
یکی از شاخه های علمی شناخته شده در حوزه زیست شناسی، ژنتیک است که در واقع علم مطالعه توارث یا انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر است. ژن ها حامل دستورالعمل های لازم برای ساختن پروتئین ها هستند که به نوبه خود فعالیت های سلول و اعمال مختلف بدن را تعیین می کنند، و به این ترتیب در بروز صفات گوناگون نقش دارند. به تازگی دانشمندان در قالب حوزه جدیدی از علم با عنوان ژنومیک به مطالعه این دستورالعمل های ژنتیکی پرداخته اند. در حقیقت ژنومیک واژه جدیدی است که به مطالعه همه ژن های موجود در بدن یک ارگانیسم ( ژنوم ) و نیز تعامل این ژن ها با یکدیگر و با محیط اطراف آن می پردازد. به عبارت دیگر ژنومیک، توالی، ساختار و عملکرد ژنوم را مطالعه می کند. تمرکز این شاخه علمی نوین بر مطالعه و تفسیر اطلاعات ژنتیکی یا همان ژنوم ارگانیسم است. این اطلاعات شامل اعمال هر یک از ژن ها به تنهایی، شیوه تنظیم فعالیت آن ها و چگونگی تأثیرپذیری این ژن ها از ژن های دیگر و محیط اطرافشان می شود. ژنومیک شناخت ما از ارگانیسم های زنده را از سطح ملکولی تا سلول، همه ارگانیسم و بالاخره در سطح جمعیت متحول می کند و درک ما را از تکامل و روابط بین گونه ها ارتقا می دهد. مجموعه فعالیت دانشمندان در حوزه ژنومیک با استفاده از نسل جدید ابزار علمی صورت می گیرد که به آن ها در تعیین ترادف یا توالی ژن ها، پیام های این ژن ها و محصولات پروتئینی آن ها و بالاخره تعبیر و تفسیر اطلاعات به دست آمده کمک می کند. یکی از مراحل بررسی های ژنومیک به کارگیری روش های سریع برای توالی یابی ژن ها است که اکنون در بیشتر آزمایشگاه های پیشرفته بخش اعظم آن به کمک ربات ها و رایانه ها انجام می شود. مرحله بعد شامل به کارگیری اطلاعات است. یک ژنوم مشخص حاوی میلیون ها قطعه کُد ژنتیکی است. محققان در حال حاضر از یک کیت ( بسته آزمایشگاهی برای یک منظور خاص ) رایانه ای و روش های ریاضی که در مجموع بیوانفورماتیک گفته می شود برای تفسیر، دستکاری و آنالیز این اطلاعات استفاده می کنند. یک شبکه رایانه ای جهانی به نام GRID در حال شکل گیری است تا به دانشمندان امکان دهد هزار بار سریع تر از آنچه با استفاده از اینترنت میسر بود، به اطلاعات مشترک دست یابند و این اطلاعات ژنتیکی را مبادله و دستکاری کنند. [ نیازمند منبع] از دیگر مراحل مهم ژنومیک می توان به تهیه عکس های فوری یا اسنَپ شات های ژنتیکی اشاره کرد. به دلیل آن که در یک زمان خاص همه ژن های یک ارگانیسم فعال نیستند و ردیابی عملکرد ژن ها در حالی که فعال هستند میسر است. دانشمندان باید تصاویری از عملکرد ژن ها طی یک فرایند خاص در حال انجام تهیه کنند تا آن روند را به خوبی شناسایی کنند. از نکات مهم بررسی های آزمایشگاهی در حوزه ژنومیک استفاده از گونه های مدل است. ژن های منفرد و محل آن ها در طول کروموزوم ها ممکن است در گونه های مختلف تشابه زیادی داشته باشند؛ بنابراین مطالعات ژنومیک در تعدادی گونه مدل، اطلاعاتی فراهم می کند که برای دیگر گونه ها نیز قابل استفاده است برای مثال، نتایج به دست آمده از مطالعه روی مگس میوه یا مخمر در مورد انسان نیز کاربرد دارد. اگر دانشمندان دقیقاً دریابند بدن چطور به پیوندهای بافتی واکنش نشان می دهد، موفق به ارتقای سیستم های پیوند و ترمیم سلول می شوند و بالاخره شناخت فاکتورهایی که میزان و نوع مواد شیمیایی ساخته شده در یک سلول را تعیین می کنند دستیابی به فرایندهای بهتر و جدید زیست فناوری صنعتی را ممکن خواهد کرد. همه این موفقیت ها و پیشرفت ها در سایه بهره مندی از دانش نوین ژنومیک صورت می پذیرد و تکنیک های ملکولی مورد استفاده در ژنومیک امکان مطالعه سیستم های بیولوژیکی را با دقت و حساسیت بسیار بالا که پیش از این قابل دستیابی نبود، فراهم می کنند.