تحديد تواليات الجينوم Genome Sequencing

عملية تحديد توالي القواعد النتروجينية بشكل دقيق جدا في المواد الوراثية DNA ، والمصادر المهمة في عملية التحديد هي نطف الذكور Sperm لأنها غنية بالمواد الوراثية وقليلة في المكونات الخلوية الأخرى أي ان نسبة DNA إلى البروتينات تكون عالية مما يسهل عمليات التنقية فضلا عن انها تحمل جميع الكروموسومات وبضمنها كروموسومات الجنس X و Y ، وتستعمل ايضا خلايا الدم البيض من النساء لإدخالها كمصادر تمثل الجنس البشري الثاني .

والخطوط العريضة لتحديد تواليات DNA تتم بتقطيع DNA إلى قطع صغيرة تسمى Subclones ، وتفصل على هلام الترحيل الكهربائي الخاص . ثم يتم تحديد مواقع القواعد النتروجينية عند نهاية القطع مثل وجود الثايمين او الكوانين او الأدنين او السايتوسين ، ويتم ذلك اما باستعمال قواعد نتروجينية معلمة بمواد مشعة او استعمال صبغات خاصة او استعمال قواعد نتروجينية محورة (Double Deoxynucleotides ( ddTNP التي تنقصها ذرة أوكسجين أخرى في الموقع 3 علاوة على النقص الطبيعي في الموقع 2 من ذرات السكر وبذلك فهي لا تستطيع تكوين آصرة مع مجموعة الفوسفات على الذرة الخامسة من نيوكليوتيد آخر وبذلك يتوقف نمو السلسلة عند القاعدة  المراد تحديدها ويؤثر في الحجم الذي يتم الكشف عنه فيما بعد .
وتتم عادة هذه التفاعلات بواسطة أجهزة خاصة Sequencer . وعند ظهور نتائجها يمكن تحليل النتائج بالأجهزة وتقارن مع تواليات محفوظة في قواعد بيانات خاصة مثل بنك الجينات GenBank فضلا عن وجود قواعد بيانات كثيرة خاصة بكل كائن سواء كانت هذه التواليات منشورة او غير منشورة مثل استعمال الموقع GOLD ( Genome OnLine Database ) للبيانات تحت النشراو غيرها . وقد تم تحديد تواليات الجينوم البشريضمن المشروع متعدد الجنسيات العملاق Human Genome Project ، فضلا عن تحديد التواليات لعدد منالأحياء المهمة مثل Saccharomyces cerevisiae والدودة المدورة Caenorhabditis elegans وذبابة الفاكهة Drosophila melanogaster والنبات Arabidopsis thaliana والبكتريا Haemophilus influenzae وبعض الفيروسات .
وبالرغم مـــــــــــــــن تحديد تواليات الجينوم البشري الا ان الدراسات مستمرة بالبحث عــــــــــن تغاير النيوكلوتيد المفردة (Single Nucleotide Polymorphism ( SNP  التي تمثل الاختلافات بين البشر ، وذلك لتحديد النمط الشخصي Haplotypes ( وتسمى Haps ) لانها تمثل الفروق بين الناس وتكون مهمة في تنوع المجموع البشري وتمثل مصادر الاختلاف من حيث استجابتهم للأدوية والأغذية وفيما اذا كانوا من مؤيضيين بطئين Slow Metabolizes لبعض المواد والتي يكشف عنها باستعمال فحوص خاصة مثل فحص الكافئين .

وتقدم عملية تحديد توالي القواعد النتروجينية العديد من الفوائد وفيما يلي الشائع منها :

- تحديد عدد الجينات ومواقعها ووظائفها .
-  تحديد عمليات تنظيم فعالية الجينات .
-  تحديد مواقع DNA غير المشفرة وتوزيعها ووظائفها .
- تحديد التوافق والتناسق بين التعبير عن الجينات Gene Expression أي تخليق البروتينات والتحويرات التي تطرأ على تركيب البروتين الأولي حتى يصبح بروتين فعال .
- تحديد علاقة SNPs في التغايرات بين الأشخاص وتأثيرها في الصحة والمرض .
- تحديد قابلية الإصابة بالمرض وحدسها بالاعتماد على التغايرات في الجينوم .
- مشاركة الجينات في صفات او عمليات معقدة مثل الأمراض التي تكون تحت سيطرة عدد من الجينات مثل مرض السكري او غيره .
كل هذه المحاولات وضعت لتحديد الجينوم البشري الذي لم ينته ولم يستطع العاملون تحديد عدد الجينات في الجينوم البشري اذ ارتبكت عليهم فيه النتائج بوجود المكررات الكثيرة جدا والتي لا يزال يكتشف بعضها يوما بعد يوم ،واكتفي  باعطاء رقم تقريبي لجينات الانسان بين 25,000 – 30,000 .