ژنومیکس

ژنومیکس، علم بررسی توالی و کمیت ژنی ( Genomics ) ژنومیکس مطالعه ژن ها و عملکردشان است 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. بتازگی دانشمندان در قالب حوزه جدیدی از علم با عنوان ژنومیکس به مطالعه این دستورالعمل های ژنتیکی پرداخته اند. در حقیقت ژنومیکس 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 او می پردازد و به عبارتی 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. ژنومیکس شناخت ما از ارگانیسم های زنده را از سطح ملکولی تا سلول، همه ارگانیسم و بالاخره در سطح جمعیت متحول می کند و درکمان را از تکامل و روابط بین گونه ها ارتقا می دهد. مجموعه فعالیت دانشمندان در حوزه ژنومیکس 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 ژنومیکس به کارگیری روش های سریع برای توالی یابی ژن هاست 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 کد 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. از دیگر مراحل مهم ژنومیکس می توان به تهیه عکس های فوری یا اسنپ 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 ژنومیکس 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 ژنومیکس 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 فرآیندهای بهتر و جدید بیوتکنولوژی صنعتی را ممکن خواهد کرد. همه این موفقیت ها و پیشرفت ها در سایه بهره مندی از علم نوین ژنومیکس صورت می پذیرد و تکنیک های ملکولی مورد استفاده در ژنومیکس امکان مطالعه سیستم های بیولوژیک را با دقت و حساسیت بسیار بالا که پیش از این قابل دستیابی نبود، فراهم می کنند.