How to sequence the human genome - Mark J. Kiel

كيفية سلسلة الجينوم البشري - مارك ج. كيل

المترجم: Abd Al-Rahman Al-Azhurry المدقّق: khalid marbou

You've probably heard of the human genome,

لعلك سمعت بمصطلح الجينوم البشري،

the huge collection of genes

المجموعة الكبيرة من الجينات

inside each and every one of your cells.

الموجودة في كل خلية من خلاياك.

You probably also know

ولعلك تعلم أيضاً

that we've sequenced the human genome,

أننا قمنا بسلسلة الجينوم البشري

but what does that actually mean?

ولكن ماذا يعني هذا في الواقع؟

How do you sequence someone's genome?

كيف تقوم بسلسلة جينوم شخص ما؟

Let's back up a bit.

لنرجع قليلاً للوراء.

What is a genome?

ما هو الجينوم؟

Well, a genome is all the genes plus some extra

حسناً، الجينوم هو كل المورّثات والإضافات

that make up an organism.

التي تكون الكائن الحي.

Genes are made up of DNA,

الجينات مكونة من الحمض النووي

and DNA is made up of long, paired strands

والحمض النووي مكون من خيوط طويلة ومقترنة

of A's,

من أحرف الـ"A"

T's,

والـ "T"

C's,

والـ "C"

and G's.

والـ "G" .

Your genome is the code

الجينوم الخاص بك هو الشيفرة

that your cells use to know how to behave.

التي تستعملها خلاياك لتعرف كيف تتصرف.

Cells interacting together make tissues.

الخلايا المتفاعلة فيما بينها تشكل أنسجة.

Tissues cooperating with each other make organs.

والأنسجة متعاونةً فيما بينها تشكل الأعضاء.

Organs cooperating with each other

والأعضاء متعاونةً فيما بينها

make an organism,

تشكل الكائن الحي،

you!

أنت!

So, you are who you are

إذاً، كونك ما أنت عليه

in large part because of your genome.

يرجع فيه الفضل الكبير لجينومك.

The first human genome

أول جينوم بشري

was sequenced ten years ago

تمت سلسلته منذ عشر سنوات

and was no easy task.

ولم تكن مهمة سهلة.

It took two decades to complete,

استغرقت هذه العملية عشرين سنة

required the effort of hundreds of scientists

وتطلبت مجهود مئات العلماء

across dozens of countries,

من عشرات الدول

and cost over three billion dollars.

مكلفةً قرابة الثلاثة مليارات دولار.

But some day very soon,

ولكن قريباً جداً

it will be possible to know the sequence of letters

سيكون من الممكن معرفة تسلسل الأحرف

that make up your own personal genome

التي تكوّن الجينوم الخاص بك

all in a matter of minutes

خلال دقائق

and for less than the cost

وبتكلفة أقل

of a pretty nice birthday present.

من تكلفة هدية عيد ميلاد جميلة.

How is that possible?

كيف يعقل هذا؟

Let's take a closer look.

لنلق نظرة أقرب.

Knowing the sequence of the billions of letters

معرفة تسلسل مليارت الأحرف

that make up your genome

التي تكون الجينوم الخاص بك

is the goal of genome sequencing.

هو هدف سلسلة الجينوم.

A genome is both really, really big

الجينوم هو حقيقةً كبير للغاية

and very, very small.

وصغير للغاية.

The individual letters of DNA,

الأحرف المكونة للحمض النووي

the A's, T's, G's, and C's,

الـ"A" والـ"T" والـ"G" والـ"C"

are only eight or ten atoms wide,

عرضها قرابة الثماني إلى العشر ذرات

and they're all packed together into a clump,

وكلها مرتبطة ببعضها البعض في أجمة واحدة،

like a ball of yarn.

ككرة غزل.

So, to get all that information

إذاً، لاستخلاص كل تلك المعلومات

out of that tiny space,

من هذا المكان الصغير

scientists first have to break

يتوجب على العلماء أن يفككوا

the long string of DNA down into smaller pieces.

السلسلة الطويلة للحمض النووي إلى قطع أصغر.

Each of these pieces is then separated in space

تفصل كل من هذه القطع

and sequenced individually,

ويتم تتبعها بشكل مفرد

but how?

لكن كيف؟

It's helpful to remember

من المفيد أن نتذكر

that DNA binds to other DNA

أن الحمض النووي يرتبط مع حمض نووي آخر

if the sequences are the exact opposite of each other.

إذا كان تسلسل أحدهما معاكسا تماماً لللآخر.

A's bind to T's,

فالـ"A" يرتبط مع الـ"T"

and T's bind to A's.

والـ"T" ترتبط مع الـ"A" .

G's bind to C's,

الـ"G" ترتبط مع الـ"C"

and C's to G's.

والـ"C" ترتبط مع الـ"G".

If the A-T-G-C sequence of two pieces of DNA

إذا كان تتابع الأحرف "A-T-G-C" لقطعتين من الحمض النووي

are exact opposites,

متعاكسا تماماً

they stick together.

يلتصقان ببعضهما.

Because the genome pieces

ولأن قطع الجينوم

are so very small,

صغيرة جداً

we need some way to increase

نحن بحاجة إلى طريقة ما لزيادة

the signal we can detect

الإشارة التي يمكننا أن نستقبلها

from each of the individual letters.

من كل حرف لوحده.

In the most common method,

أحد أكثر الطرق استعمالاً

scientists use enzymes to make thousands of copies

يستعمل العلماء الأنزيمات لإنشاء آلاف النسخ

of each genome piece.

من كل قطعة من الجينوم.

So, we now have thousands of replicas

إذاً، لدينا الآن الآلاف من النسخ

of each of the genome pieces,

لكل قطعة من الجينوم

all with the same sequence

مشتركين بنفس تسلسل

of A's, T's, G's, and C's.

الأحرف "A,T, G ,C" .

But we have to read them all somehow.

لكن علينا أن نقرأها بطريقة ما.

To do this, we need to make

للقيام بهذا علينا أن نصنع

a batch of special letters,

رقعة من أحرف مميزة

each with a distinct color.

كل منها بلون مميز.

A mixture of these special colored letters and enzymes

مزيج من هذه الأحرف الملونة المميزة والأنزيمات

are then added to the genome

يضاف إلى الجينوم

we're trying to read.

الذي نحاول قراءته.

At each spot on the genome,

في كل نقطة على الجينوم،

one of the special letters

واحد من الأحرف المميزة

binds to its opposite letter,

يرتبط مع الحرف المعاكس له،

so we now have a double-stranded piece of DNA

إذا لدينا الآن قطعة من الحمض النووي المحصورة من الجهتين

with a colorful spot at each letter.

مع بقعة ملونة على كل حرف.

Scientists then take pictures

يلتقط العلماء عندها صورا

of each snippet of genome.

لكل قصاصة جينوم.

Seeing the order of the colors

مشاهدة الألوان المرتبة

allows us to read the sequence.

يسمح لنا بقراءة التسلسل.

The sequences of each

تسلسل كل من

of these millions of pieces of DNA

ملايين قطع الحمض النووي هاته

are stitched together using computer programs

تربط مع بعضها البعض بواسطة برامج الحاسوب

to create a complete sequence of the entire genome.

لتشكيل تسلسل كامل لكل الجينوم.

This isn't the only way

هذه ليست الطريقة الوحيدة

to read the letter sequences of pieces of DNA,

لقراءة تسلسل الأحرف الخاص بقطع الحمض النووي

but it's one of the most common.

لكنها واحدة من الأكثر شيوعا.

Of course, just reading the letters in the genome

بالطبع، مجرد قراءة أحرف الجينوم

doesn't tell us much.

لا يعلمنا بالكثير.

It's kind of like looking through a book

الأمر كقراءة كتاب

written in a language you don't speak.

مكتوب بلغة لا تعرفها.

You can recognize all the letters

يمكننا تمييز كل الأحرف

but still have no idea what's going on.

لكن ليس لدينا أي فكرة عن المعنى.

So, the next step is to decipher

إذاً، الخطوة التالية هي فك تشفير

what the sequence means,

معنى التسلسل

how your genome and my genome are different.

كيف يختلف الجينوم الخاص بك عن الجينوم الخاص بي.

Interpreting the genes of the genome

تفسير مورّثات الجينوم

is the part scientists are still working on.

هو الجزء الذي لا يزال العلماء يعملون عليه.

While not every difference is consequential,

وفي حين أن كل فرق ليس تسلسليا،

the sum of these differences

فإن مجموع هذه الفروقات

is responsible for differences

هو المسؤول عن الاختلافات

in how we look,

في شكلنا

what we like,

والأشياء التي نحبها

how we act,

وكيف نتصرف

and even how likely we are to get sick

حتى احتمال إصابتنا بالأمراض

or respond to specific medicines.

أو تجاوبنا مع دواء معين.

Better understanding of how disparities

فهم أفضل للفوارق بين

between our genomes

الجينوم الخاص بكل واحد منا

account for these differences

تبعاً لهذه الاختلافات

is sure to change the way we think

سيغير بكل تأكيد طريقة تفكيرنا

not only about how doctors treat their patients,

ليس فقط بالنسبة للأطباء في معالجتهم للمرضى

but also how we treat each other.

لكن في كيفية معاملتنا لبعضنا البعض أيضاً.