Disease gene identification
रोग जीन पहचान एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा वैज्ञानिक वंशानुगत आनुवंशिक विकार के लिए जिम्मेदार उत्परिवर्ती जीनोटाइप की पहचान करते हैं। इन जीनों में उत्परिवर्तन में एकल न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन, एकल न्यूक्लियोटाइड परिवर्धन/विलोपन, पूरे जीन का विलोपन और अन्य आनुवंशिक असामान्यताएं शामिल हो सकती हैं। महत्व किस जीन (जब गैर-कार्यात्मक) के कारण कौन से विकार होते हैं, इसका ज्ञान रोगियों के निदान को सरल बनाएगा और उत्परिवर्तन की कार्यात्मक विशेषताओं में अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा। जीनोमिक्स के बढ़ते क्षेत्र से प्रदान की गई अंतर्दृष्टि के साथ आधुनिक समय की उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण प्रौद्योगिकियों के आगमन के परिणामस्वरूप अधिक तेजी से रोग जीन की पहचान हो रही है, जिससे वैज्ञानिकों को अधिक जटिल उत्परिवर्तनों की पहचान करने में मदद मिल रही है। सामान्य जीन पहचान प्रक्रिया रोग जीन पहचान तकनीक अक्सर एक ही समग्र प्रक्रिया का पालन करती है। डी. एन. ए. सबसे पहले कई रोगियों से एकत्र किया जाता है जिनके बारे में माना जाता है कि उन्हें एक ही आनुवंशिक बीमारी है। फिर, उनके डीएनए नमूनों का विश्लेषण किया जाता है और संभावित क्षेत्रों को निर्धारित करने के लिए जांच की जाती है जहां उत्परिवर्तन संभावित रूप से रह सकता है। इन तकनीकों का उल्लेख नीचे किया गया है। इन संभावित क्षेत्रों को फिर एक दूसरे के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है और अतिव्यापी क्षेत्र में उत्परिवर्ती जीन होना चाहिए। यदि जीनोम अनुक्रम के बारे में पर्याप्त जानकारी है, तो उस क्षेत्र में उम्मीदवार जीन की खोज की जाती है। इन जीनों के कोडिंग क्षेत्रों को तब तक अनुक्रमित किया जाता है जब तक कि एक उत्परिवर्तन की खोज नहीं हो जाती है या किसी अन्य रोगी की खोज नहीं हो जाती है, इस मामले में विश्लेषण को दोहराया जा सकता है, जिससे संभावित रूप से रुचि के क्षेत्र को कम किया जा सकता है। अधिकांश रोग जीन पहचान प्रक्रियाओं के बीच अंतर दूसरे चरण में होते हैं (जहां डी. एन. ए. नमूनों का विश्लेषण किया जाता है और उन क्षेत्रों को निर्धारित करने के लिए जांच की जाती है जिनमें उत्परिवर्तन हो सकता है)। पूर्व-जीनोमिक्स तकनीक पूरे-जीनोम अनुक्रमों की सहायता के बिना, पूर्व-जीनोमिक्स जांच ने जीनोम के चुनिंदा क्षेत्रों को देखा, अक्सर जीन अनुक्रमों के केवल न्यूनतम ज्ञान के साथ जो वे देख रहे थे। इस प्रकार की जानकारी प्रदान करने में सक्षम आनुवंशिक तकनीकों में रिस्ट्रिक्शन फ्रैगमेंट लेंथ पॉलीमॉर्फिज्म (आर. एफ. एल. पी.) विश्लेषण और माइक्रोसैटेलाइट विश्लेषण शामिल हैं। विषमयुग्मता का नुकसान (एल. ओ. एच.) विषमयुग्मता का नुकसान (एल. ओ. एच.) एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग केवल एक ही व्यक्ति के दो नमूनों की तुलना करने के लिए किया जा सकता है। एल. ओ. एच. विश्लेषण का उपयोग अक्सर कैंसर पैदा करने वाले ऑन्कोजीन्स की पहचान करते समय किया जाता है जिसमें एक नमूने में (उत्परिवर्ती) ट्यूमर डी. एन. ए. होता है और दूसरे (नियंत्रण) नमूने में उसी व्यक्ति की गैर-कैंसर कोशिकाओं से जीनोमिक डी. एन. ए. होता है। आर. एफ. एल. पी. और सूक्ष्म उपग्रह मार्कर डी. एन. ए. बहुरूपता के प्रतिरूप प्रदान करते हैं, जिनकी व्याख्या विषमयुग्म क्षेत्र या जीनोम के समयुग्म क्षेत्र में रहने के रूप में की जा सकती है। बशर्ते कि सभी व्यक्ति एक ही जीन की एक प्रति के विलोपन की अभिव्यक्ति के परिणामस्वरूप एक ही बीमारी से प्रभावित हों, सभी व्यक्तियों में एक क्षेत्र होगा जहां उनका नियंत्रण नमूना विषमयुग्म है लेकिन उत्परिवर्ती नमूना समयुग्म है-इस क्षेत्र में रोग जीन होगा। जीनोमिक्स के बाद की तकनीकें आधुनिक प्रयोगशाला तकनीकों जैसे कि हाई-थ्रूपुट अनुक्रमण और जीनोम-वाइड विश्लेषण में सक्षम सॉफ्टवेयर के आगमन के साथ, अनुक्रम अधिग्रहण तेजी से कम खर्चीला और समय लेने वाला हो गया है, इस प्रकार अधिक कुशल रोग जीन पहचान तकनीकों के रूप में विज्ञान को महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। वंश मानचित्रण द्वारा पहचान (आई. बी. डी.) मानचित्रण आम तौर पर एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता (एस. एन. पी.) सरणी का उपयोग प्रभावित व्यक्तियों और उनके माता-पिता और/या भाई-बहनों, दोनों प्रभावित और अप्रभावित, के पूरे जीनोम में ज्ञात बहुरूपी स्थलों का सर्वेक्षण करने के लिए करता है। जबकि ये एस. एन. पी. शायद बीमारी का कारण नहीं बनते हैं, वे विचाराधीन जीनोम के बनावट में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं। यदि सन्निहित एस. एन. पी. समान जीनोटाइप साझा करते हैं तो जीनोम के एक क्षेत्र को वंश द्वारा समान माना जाता है। एक प्रभावित व्यक्ति की तुलना उसके प्रभावित भाई-बहन से करते समय, सभी समान क्षेत्रों को दर्ज किया जाता है (उदा। ऊपर की आकृति में लाल रंग में छायांकित)। यह देखते हुए कि एक प्रभावित भाई-बहन और एक अप्रभावित भाई-बहन में एक ही रोग फेनोटाइप नहीं होता है, उनका डीएनए परिभाषा के अनुसार अलग होना चाहिए (आनुवंशिक या पर्यावरणीय परिवर्तक की उपस्थिति को छोड़कर)। इस प्रकार, आई. बी. डी. मानचित्रण परिणामों को प्रभावित व्यक्तियों और अप्रभावित भाई-बहनों दोनों में समान क्षेत्रों को हटाकर आगे बढ़ाया जा सकता है। इसके बाद इसे कई परिवारों के लिए दोहराया जाता है, इस प्रकार एक छोटा, अतिव्यापी टुकड़ा उत्पन्न होता है, जिसमें सैद्धांतिक रूप से रोग जीन होता है। होमोज़ाइगोसिटी/ऑटोज़ाइगोसिटी मैपिंग होमोज़ाइगोसिटी/ऑटोज़ाइगोसिटी मैपिंग एक शक्तिशाली तकनीक है, लेकिन केवल एक छोटी, बंद आबादी के भीतर अलग होने वाले उत्परिवर्तन की खोज करते समय मान्य है। इस तरह की एक छोटी आबादी, जो संभवतः संस्थापक प्रभाव द्वारा बनाई गई है, में एक सीमित जीन पूल होगा, और इस प्रकार कोई भी वंशानुगत बीमारी शायद एक ही उत्परिवर्तन की दो प्रतियों का परिणाम होगी जो एक ही हैप्लोटाइप पर अलग होती हैं। चूँकि प्रभावित व्यक्ति संभवतः क्षेत्रों में समरूप होंगे, इसलिए किसी क्षेत्र में एसएनपी को देखना समरूपता और विषमयुग्मता के क्षेत्रों का एक पर्याप्त मार्कर है। आधुनिक एसएनपी सरणी का उपयोग जीनोम का सर्वेक्षण करने और समरूपता के बड़े क्षेत्रों की पहचान करने के लिए किया जाता है। प्रभावित व्यक्तियों के जीनोम में समरूपी ब्लॉकों को एक दूसरे के ऊपर रखा जा सकता है, और अतिव्यापी क्षेत्र में रोग जीन होना चाहिए। इस विश्लेषण को अक्सर प्रभावित व्यक्तियों के जीनोम में ऑटोज़ाइगोसिटी, होमोज़ाइगोसिटी के विस्तार का विश्लेषण करके बढ़ाया जाता है। यह समरूपता के आच्छादित खंडों के साथ एक संचयी एल. ओ. डी. स्कोर की योजना बनाकर पूरा किया जा सकता है। ऑटोज़ाइगोसिटी मैपिंग के माध्यम से सभी एसएनपी के लिए जनसंख्या एलील आवृत्तियों को ध्यान में रखते हुए, होमोज़ाइगोसिटी के परिणामों की पुष्टि की जा सकती है। इसके अलावा, यदि दो संदिग्ध क्षेत्र समरूपता मानचित्रण के परिणामस्वरूप दिखाई देते हैं, तो स्व-समरूपता मानचित्रण दोनों के बीच अंतर करने में सक्षम हो सकता है (उदा। यदि समरूपता का एक खंड जीनोम के एक बहुत ही गैर-विविध क्षेत्र का परिणाम है, तो एल. ओ. डी. स्कोर बहुत कम होगा)। होमोजाइगोसिटी मैपिंग के लिए उपकरण होमएसआईः अगली पीढ़ी के अनुक्रमण डेटा से एक होमोजाइगस खिंचाव पहचानकर्ता एक उपकरण जो गहरे अनुक्रम डेटा का उपयोग करके होमोजाइगस क्षेत्रों की पहचान करता है। जीनोम-वाइड नॉकडाउन अध्ययन जीनोम-वाइड नॉकडाउन अध्ययन पूरे जीनोम अनुक्रमों के अधिग्रहण और जीनोमिक्स और जीन-साइलेन्सिंग प्रौद्योगिकियों, मुख्य रूप से एस. आई. आर. एन. ए. और विलोपन मानचित्रण के आगमन से संभव हुए विपरीत आनुवंशिकी का एक उदाहरण है। जीनोम-वाइड नॉकडाउन अध्ययनों में जीन या जीनोम के खंडों का व्यवस्थित नॉकडाउन या विलोपन शामिल है। यह आम तौर पर प्रोकैरियोट्स में या ऊतक संवर्धन वातावरण में किया जाता है क्योंकि बड़ी संख्या में नॉकडाउन किए जाने चाहिए। व्यवस्थित नॉकआउट पूरा होने के बाद (और संभवतः एम. आर. एन. ए. अभिव्यक्ति विश्लेषण द्वारा पुष्टि की गई), नॉकडाउन/नॉकआउट के फेनोटाइपिक परिणामों को देखा जा सकता है। एक अत्यधिक विशिष्ट फेनोटाइप को लक्षित करने के लिए अवलोकन मापदंडों का चयन किया जा सकता है। इसके बाद परिणामी डेटासेट से उन नमूनों के लिए पूछताछ की जाती है जो विचाराधीन रोग से मेल खाने वाले फेनोटाइप प्रदर्शित करते हैं-उक्त नमूनों में जीन (ओं) को नीचे/बाहर कर दिया जाता है, फिर विचाराधीन व्यक्ति के लिए उम्मीदवार रोग जीन माना जा सकता है। होल एक्सोम सीक्वेंसिंग होल एक्सोम सीक्वेंसिंग एक ब्रूट-फोर्स दृष्टिकोण है जिसमें जीनोम के सभी कोडिंग भागों को एक साथ रखने के लिए आधुनिक समय की अनुक्रमण तकनीक और डी. एन. ए. अनुक्रम संयोजन उपकरणों का उपयोग करना शामिल है। इसके बाद अनुक्रम की तुलना एक संदर्भ जीनोम से की जाती है और किसी भी अंतर को नोट किया जाता है। सभी ज्ञात सौम्य बहुरूपताओं, पर्यायवाची परिवर्तनों और आंतरिक परिवर्तनों (जो स्प्लाइस साइटों को प्रभावित नहीं करते हैं) को छानने के बाद, केवल संभावित रोगजनक रूप ही बचे रहेंगे। इस तकनीक को अन्य तकनीकों के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि संभावित रोगजनक रूपों को एक से अधिक पहचाना जा सके। जीन रोग डेटाबेस जीन पहचान हैप्लोटाइप टैगिंग संदर्भ उत्परिवर्तन जीनोमिक्स आणविक जीव विज्ञान जैव सूचना विज्ञान भी देखें।