Экспериментальные данные

Характеристики генома человека

Информационный взрыв в молекулярной биологии и генетике

Глобальные проблемы, стоящие перед человечеством и Россией в 21 веке

К числу глобальных проблем, стоящих перед человечеством и Россией в 21 веке, решение которых связано с революционными достижениями биологии, относятся следующие:

обеспечение стремительно растущего населения Земли продуктами питания на основе современных генетических технологий - клонирования организмов и трансгенеза;
создание индустриальных технологий нового поколения на основе методов промышленной микробиологии, ориентированных на стратегию энергосбережения и энергозамещения;
разработка стратегий сохранения и восстановления биосферы, разрушенной в результате техногенной деятельностью человечества;
создание медицины нового поколения, способной решить проблему раковых заболеваний, обуздать глобальные пандемии, приобретающие все более зловещие для судеб человечества очертания (вирус СПИДА, новые высокоагрессивные формы туберкулеза и т.д.), выработать стратегии лечения наследственных и мультифакториальных заболеваний за счет направленного воздействия на молекулярно-генетические механизмы организма человека;
cохранение естественного генетического разнообразия человечества в условиях разрушения естественной среды его обитания;
сохранение и восстановление естественного биоразнообразия природы (микробного, растительного и животного мира) в условиях стремительно растущего населения планеты и постоянно увеличивающегося техногенного давления на естественные ареалы обитания видов и экосистемы;
создание эффективной системы биологической безопасности для распознавания и противодействия различным видам биологического (генетического) оружия (индивидуального, популяционного, этнического, экологического), нейтрализующей распознанное биологическое оружие.

Суммарные объемы первичных экспериментальных данных только по молекулярно-генетическому уровню организации жизни превышают сотни терробайт.В результате автоматической расшифровки нуклеотидных последовательностей в молекулярной биологии и генетике за последние 20 лет произошел информационный взрыв. Объемы получаемых данных поражают воображение.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЗРЫВ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ И ГЕНЕТИКЕ:

автоматическая расшифровка нуклеотидных последовательностей

Например, длина генома человека составляет более 6 миллиардов пар оснований и он содержит более 30 тысяч генов. При его расшифровке получены данные объемом десятки терробайт о физических и цитогенетических картах хромосом, их нуклеотидных последовательностях, локализации генов, мутациях: выявлено не менее 1.5 миллиона мутаций, по которым геномы людей отличаются друг от друга.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЗРЫВ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ И ГЕНЕТИКЕ

Характеристики генома человека

Расшифрованы структуры геномной ДНК тысяч вирусов, десятков бактерий, геномы дрожжей, дрозофилы, ряда животных и растений.
Расшифрованы аминокислотные последовательности миллионов белков и более 15 тысяч пространственных структур белков.
Технология ДНК-чипов позволяет количественно измерять экспрессию десятков тысяч генов одновременно в отдельной клетке. Разворачиваются исследования по протеомике, направленные на расшифровку первичной и пространственной структур всех белков человека и бактерий (миллионы молекул). Огромные экспериментальные данные накапливаются при изучении разнообразия геномов человека и животных.
Не менее мощные массивы экспериментальных данных накапливается в таких классических направлениях биологии, как зоология, ботаника, систематика, экология.