جینوم تجزیہ کیا ہے؟
-
ایک جاندار کے جینوم کی ترتیب میں حیاتیات میں ہر کروموسوم کے اجتماعی ڈی این اے کی ترتیب شامل ہوتی ہے۔ ایک ہی کروموسوم پر مشتمل بیکٹیریم کے لیے، ایک جینوم پروجیکٹ کا مقصد اس کروموسوم کی ترتیب کو نقشہ بنانا ہے۔ انسانی انواع کے لیے، جن کے جینوم میں 22 جوڑے آٹوسومز اور 2 جنسی کروموسوم شامل ہیں، ایک مکمل جینوم کی ترتیب میں 46 الگ الگ کروموسوم کی ترتیب شامل ہوگی۔   ہیومن جینوم پروجیکٹ جینوم پروجیکٹ کی ایک معروف مثال ہے۔   جینوم اسمبلی سے مراد بڑی تعداد میں مختصر ڈی این اے کی ترتیب لینے اور ان کو دوبارہ جوڑنے کے عمل سے مراد ہے تاکہ اصل کروموسوم کی نمائندگی کی جاسکے جہاں سے ڈی این اے کا آغاز ہوا ہے۔ شاٹگن کی ترتیب کے منصوبے میں، ایک ماخذ سے تمام ڈی این اے (عام طور پر ایک جاندار، ایک بیکٹیریم سے لے کر ممالیہ تک) سب سے پہلے لاکھوں چھوٹے ٹکڑوں میں ٹوٹ جاتا ہے۔ ان ٹکڑوں کو پھر خودکار ترتیب دینے والی مشینوں کے ذریعے "پڑھا" جاتا ہے۔ ایک جینوم اسمبلی الگورتھم تمام ٹکڑوں کو لے کر اور انہیں ایک دوسرے کے ساتھ سیدھ میں کر کے کام کرتا ہے، اور ان تمام جگہوں کا پتہ لگاتا ہے جہاں دو مختصر سلسلے، یا پڑھتے ہیں، اوورلیپ ہوتے ہیں۔ ان اوور لیپنگ ریڈز کو ضم کیا جا سکتا ہے، اور یہ عمل جاری رہتا ہے۔   جینوم اسمبلی ایک بہت مشکل کمپیوٹیشنل مسئلہ ہے، جسے مزید مشکل بنا دیا گیا ہے کیونکہ بہت سے جینومز میں بڑی تعداد میں ایک جیسی ترتیبیں ہوتی ہیں، جنہیں دہرایا جاتا ہے۔ یہ تکرار ہزاروں نیوکلیوٹائڈس لمبے ہوسکتے ہیں، اور مختلف مقامات پر واقع ہوتے ہیں، خاص طور پر پودوں اور جانوروں کے بڑے جینوم میں۔   نتیجے میں (ڈرافٹ) جینوم کی ترتیب معلومات کی ترتیب والے کونٹیگس کو ملا کر اور پھر سہاروں کو بنانے کے لیے لنک کرنے والی معلومات کو ملازمت دے کر تیار کی جاتی ہے۔ سہاروں کو کروموسوم کے جسمانی نقشے کے ساتھ رکھا جاتا ہے جو ایک "سنہری راستہ" بناتے ہیں۔   اصل میں، زیادہ تر بڑے پیمانے پر ڈی این اے کی ترتیب دینے والے مراکز نے اپنے تیار کردہ ترتیب کو جمع کرنے کے لیے اپنا سافٹ ویئر تیار کیا۔ تاہم، یہ بدل گیا ہے کیونکہ سافٹ ویئر زیادہ پیچیدہ ہو گیا ہے اور جیسا کہ ترتیب دینے والے مراکز کی تعداد میں اضافہ ہوا ہے۔ انسانی سائز کے جینومز کی ڈی نوو اسمبلی کے لیے BGI کے ذریعے تیار کردہ اسمبلر شارٹ اولیگونوکلیوٹائڈ اینالیسس پیکیج کی ایک مثال، سیدھ، SNP کا پتہ لگانے، ریسیونسنگ، انڈیل فائنڈنگ، اور ساختی تغیرات کے تجزیہ۔   1980 کی دہائی سے، سالماتی حیاتیات اور بایو انفارمیٹکس نے ڈی این اے تشریح کی ضرورت پیدا کردی ہے۔ ڈی این اے تشریح یا جینوم تشریح ترتیب سے منسلک حیاتیاتی معلومات کی شناخت کرنے کا عمل ہے، اور خاص طور پر جین کے مقامات کی نشاندہی کرنے اور یہ تعین کرنے میں کہ وہ جین کیا کرتے ہیں۔   جینوم کو ترتیب دیتے وقت، عام طور پر ایسے علاقے ہوتے ہیں جن کی ترتیب کرنا مشکل ہوتا ہے (اکثر وہ علاقے جن میں انتہائی دہرائے جانے والے DNA ہوتے ہیں)۔ اس طرح، 'مکمل' جینوم کے سلسلے شاذ و نادر ہی کبھی مکمل ہوتے ہیں، اور 'ورکنگ ڈرافٹ' یا 'لازمی طور پر مکمل' جیسی اصطلاحات کو اس طرح کے جینوم پروجیکٹس کی حیثیت کو زیادہ درست طریقے سے بیان کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ یہاں تک کہ جب جینوم کی ترتیب کے ہر بنیادی جوڑے کا تعین کیا گیا ہے، تب بھی اس میں غلطیاں ہونے کا امکان موجود ہے کیونکہ ڈی این اے کی ترتیب مکمل طور پر درست عمل نہیں ہے۔ یہ بھی استدلال کیا جا سکتا ہے کہ ایک مکمل جینوم پروجیکٹ میں مائٹوکونڈریا اور (پودوں کے لیے) کلوروپلاسٹ کی ترتیب شامل ہونی چاہیے کیونکہ ان آرگنیلز کے اپنے جینوم ہوتے ہیں۔   یہ اکثر بتایا جاتا ہے کہ جینوم کی ترتیب کا مقصد اس مخصوص جینوم کی ترتیب میں جینوں کے مکمل سیٹ کے بارے میں معلومات حاصل کرنا ہے۔ جینوم کا تناسب جو کہ جین کے لیے انکوڈ کرتا ہے بہت چھوٹا ہو سکتا ہے (خاص طور پر یوکرائٹس جیسے انسانوں میں، جہاں ڈی این اے کوڈنگ پوری ترتیب کے صرف چند فیصد کے لیے ہو سکتی ہے)۔ تاہم، یہ ہمیشہ ممکن نہیں ہے (یا مطلوبہ) صرف کوڈنگ والے علاقوں کو الگ الگ ترتیب دیں۔ اس کے علاوہ، جیسا کہ سائنسدان اس نان کوڈنگ ڈی این اے کے کردار کے بارے میں زیادہ سمجھتے ہیں (جسے اکثر ردی ڈی این اے کہا جاتا ہے)، یہ کسی بھی جاندار کی جینیات اور حیاتیات کو سمجھنے کے لیے ایک پس منظر کے طور پر مکمل جینوم کی ترتیب کا ہونا زیادہ اہم ہو جائے گا۔   بہت سے طریقوں سے جینوم پروجیکٹ اپنے آپ کو صرف ایک جاندار کے ڈی این اے کی ترتیب کا تعین کرنے تک محدود نہیں رکھتے ہیں۔ اس طرح کے منصوبوں میں یہ معلوم کرنے کے لیے جین کی پیشن گوئی بھی شامل ہو سکتی ہے کہ جینوم میں جین کہاں ہیں، اور وہ جین کیا کرتے ہیں۔ ESTs یا mRNAs کی ترتیب سے متعلق منصوبے بھی ہوسکتے ہیں تاکہ یہ معلوم کرنے میں مدد ملے کہ جین اصل میں کہاں ہیں۔