Разработка быстрых методов секвенирова­ния сделала возможным определение нуклео­тидных последовательностей крупных молекул ДНК, а не только их фрагментов. В 1978 г. Ф. Сэнгер с соавторами опубликовали первую полную последовательность геномной одноце­почечной ДНК бактериофага 0X174, имеющей размер 5386 нуклеотидов. Следующий рубеж был преодолен при определении нуклеотидной последовательности митохондриальной ДНК человека в 1981 г. Серьезным успе­хом явилось определение полной нуклеотидной последовательности ДНК бактериофага Я, со­стоящей из 48 502 пн. В 1992 г. С. Н. Щелкунов с соавторами вручную методом Максама-Гил – берта секвенировали геном вируса натуральной оспы. До 1995 г. наиболее крупными геномами с известной последовательностью нуклеотидов были ДНК цитомегаловируса и ДНК вируса осповакцины (192 тпн). Появление высокопроизводительных мето­дов секвенирования ДНК позволило опреде­лять последовательности более крупных гено­мов. Значительная роль в этом принадлежит ав­томатизации всего процесса секвенирования, начиная от приготовления матриц и заканчивая занесением определенных последовательнос­тей ДНК в компьютер без непосредственного участия оператора. Расшифровка крупных геномов прокариотических и эукариотических клеток потребова­ла объединения усилий разных лабораторий и формирования геномных проектов. В июле 1995 г. была опубликована первая нуклеотидная последовательность полного ге­нома самостоятельно сущест­вующего организма - грамотрицательной бак­терии Haemophilus influenzae. Геном этой бакте­рии характеризуется относительно низким со­держанием GC-nap, причем найдено 7 протяженных участков с более высоким (око­ло 50 ) содержанием GC-nap. Анализ нуклео­тидной последовательности позволил обнару­жить предположительный ориджин реплика­ции (область начала репликации), состоящий из 280 пн, 6 оперонов рРНК, 54 гена тРНК для всех 20 аминокислот. На основании полученных дан­ных была составлена кольцевая карта хромо­сомы Н. influenzae. Из 1743 вычисленных от­крытых рамок трансляции (ОРТ) для 736 не уда­лось выявить функции кодируемых ими белков. Около 78 ОРТ Н. influenzae обнаружили го­мологию с представленными в базах данных последовательностями других организмов. В 1997 г. объединенными усилиями несколь­ких научных центров США и Мексики удалось секвенировать полный геном дру­гой грамотрицательной бактерии - Escherichia coli К-12 (штамм MG1655). Содержание GC-nap в геноме Е. coli составило 50,8 . Компьютер­ный анализ выявил 4288 потенциальных ОРТ, принадлежащих как действительно существую­щим генам, так и гипотетическим. Для 38 ОРТ удалось определить функции кодируемых ими белков. Для реальных и потенциальных белков стартовыми триплетами являются ATG (3542 случая), GTG (612), TTG (130). Частота встречаемости терминирующих триплетов так­же заметно различается: ТАА (2705 раз), TGA (1257), TAG (326). У 405 генов показано пере­крывание стартового и терминирующего три­плетов: ATGA (224 случая), TAATG (98), TGATG (48), GTGAA (28), TAGTG (4), TTGA (3). Сравнение белков (ОРТ) Е. coli и Н. influenzae (в расчет принималась по крайней мере 30-ная идентичность аминокислот на 60 всей последовательности белка) показала, что 1130 из 1743 потенциальных белков Н. in­fluenzae совпадают с таковыми Е. coli. Секвенирование полного генома грамположительной бактерии Bacillus subtilis (штамм 168) было осуществлено усилиями междуна­родного консорциума, в который входили 25 ев­ропейских, 7 японских и 1 южнокорейская ла­боратории. Размер генома В. subtilis составил 4 214 810 пн, содержание GC-nap - 43,5 . Первым эукариотическим организмом, полная последовательность которого (12 млн 68 тыс. пн) была определена в 1996 г., стали дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Это явилось результатом усилий большого числа исследова­телей, работающих в лабораториях и крупных исследовательских центрах стран Западной Ев­ропы, США и Японии. Анализ нуклеотидной последовательности позволил выявить 6034 по­тенциальных ОРТ. Относительно небольшой размер генома дрожжей S. cerevisiae в некото­рой степени можно объяснить малым размером интронов в генах и их незначительным числом. Кроме того, только около 4 генов дрожжей содержат интроны. Огромные успехи в расшифровке последо­вательности молекул ДНК привели к тому, что в 1990 г. в США была принята официальная программа по расшифровке генома человека (Human Genome Project, HGP), в рамках кото­рой планировалось при вложении 3 млрд дол­ларов США завершить секвенирование полного генома человека в течение 15 лет. Основным исполнителем HGP стала компания Celera Ge­nomics.
Аналогичные проекты по геному чело­века также начали реализовываться в Западной Европе, Японии и России. В 2001 г. участники американской програм­мы HGP и Международного консорциума по секвенированию генома человека, объединяю­щего многочисленные научные организации США, Великобритании, Германии, Франции, Японии и Китая, независимо объявили о завер­шении секвенирования большей части (более 95 ) генома человека. На основании получен­ных данных стало возможным сделать ряд вы­водов об организации генома человека. Компанией Celera Genomics в рамках про­екта по секвенированию генома человека ис­пользовалось пять образцов человеческой ДНК от двух женщин и трех мужчин. Среди этих людей были один афроамериканец, один кита­ец, один испано-мексиканец и двое европейцев. На основании данных секвенирования пяти образцов ДНК была рассчитана консенсусная последовательность генома человека длиной 2,91 млрд пн. Компьютерный анализ позволил обнаружить 26 588 транскрибируемых и транс­лируемых в белки генов, а также еще около 12 тыс. предсказанных генов. Полученные данные о структуре генома позволят значительно продвинуть наше пони­мание генетики человека, природы различных наследственных заболеваний. С каждым годом обнаруживается все больше генов, мутации по которым приводят к определенным заболе­ваниям человека. В настоящее вре­мя их выявлено более 1,2 тыс. Такие исследова­ния могут революционизировать медицинскую науку. Широкое развитие получили также проекты по секвенированию и анализу полных геномов патогенных микроорганизмов. В бли­жайшие годы планируется расшифровать струк­туру геномов более чем 100 видов болезнетвор­ных микроорганизмов. Секвенированных ви­русных геномов уже насчитывается более 600. Накапливаемая информация позволяет выяснять молекулярные механизмы патогенного действия микроорганизмов на инфицируемый организм, глубоко изучать защитные механизмы, реали­зуемые человеком, животными, растениями в ответ на конкретную инфекцию. Это создает базу знаний, необходимых для эффективной раз­работки современных средств и методов лече­ния инфекционных заболеваний.