Генетические карты хромосом человека реферат

Обновлено: 30.06.2024

Генетическое картирование - это картирование, основанное на методах классической генетики - определении групп сцепления, частоты рекомбинации и построении генетических карт, где единицей измерения служат проценты рекомбинации, или сантиморганы (сМ). Цитогенетическое картирование осуществляется с применением методов цитогенетики, когда для локализации каких-либо нуклеотидных последовательностей и определения их взаимного расположения используются цитологические препараты. И, наконец, физическое картирование - это обширная группа методов, позволяющая строить карты генома (обычно их называют физическими) высокого уровня разрешения и определять расстояния между локализуемыми нуклеотидными последовательностями с точностью от нескольких десятков тысяч п.н. до одной нуклеотидной пары.

Содержание

1)Введение
2) Стратегические подходы к картированию геномов
3) Методы картирования геномов млекопитающих
1.1. Генетическое картирование.
1.2. Цитогенетическое картирование.
1.3. Физическое картирование.
4)Генетическое картирование генома крупного рогатого скота
5) Словарь
6) Список литературы

Работа содержит 1 файл

Картирование генома.docx

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГОУ ВПО Костромская ГСХА

Реферат на тему:

Выполнил: студент 6 группы 2 курса

Руководитель: доцент Белокуров С. Г.

2) Стратегические подходы к картированию геномов

3) Методы картирования геномов млекопитающих

1.1. Генетическое картирование.

1.2. Цитогенетическое картирование.

1.3. Физическое картирование.

4)Генетическое картирование генома крупного рогатого скота

6) Список литературы

Картирование — установление порядка расположения генов и относительного расстояния между ними в группе сцепления. На сегодняшний день не существует четкой классификации методов картирования. Так, например, одни авторы относят цитогенетические методы (FISH, PRINS и т.п.) к генетическим методам, другие к физическим. Однако, следует помнить, что по сути все методы являются генетическими, так как конечный результат картирования - получение максимально подробной карты взаимного расположения структурных, функциональных и полиморфных последовательностей генома и определение расстояний между ними. Поэтому разделение методов картирования на генетические, цитогенетические и физические, предложенное в этой статье, основано исключительно на методических подходах, используемых для построения генетических карт.

Генетическое картирование - это картирование, основанное на методах классической генетики - определении групп сцепления, частоты рекомбинации и построении генетических карт, где единицей измерения служат проценты рекомбинации, или сантиморганы (сМ). Цитогенетическое картирование осуществляется с применением методов цитогенетики, когда для локализации каких- либо нуклеотидных последовательностей и определения их взаимного расположения используются цитологические препараты. И, наконец, физическое картирование - это обширная группа методов, позволяющая строить карты генома (обычно их называют физическими) высокого уровня разрешения и определять расстояния между локализуемыми нуклеотидными последовательностями с точностью от нескольких десятков тысяч п.н. до одной нуклеотидной пары.

2)Стратегические подходы к картированию геномов

В настоящее время выделяют три основных подхода к картированию геномов, различающихся временем появления, необходимой методической базой и спектром возможностей: функциональный, кандидатный и позиционный (рис. 1).

Вплоть до последнего времени в картировании доминировал функциональный подход, основанный на априорном наличии некоторой информации о биохимическом полиморфизме, лежащем в основе того или иного наследственного признака. Методически такое картирование начинается с выделения в чистом виде белкового продукта гена. Далее к нему по аминокислотной последовательности подбирают вырожденные праймеры и проводят ПЦР-скрининг геномных библиотек. Однако список генов, для которых эта информация была достаточно полной к настоящему времени практически исчерпан и большинство генов, функция которых была известна, уже клонированы и локализованы.

Близко к функциональному и кандидатное картирование. В этом случае информация о функциональном изменении недостаточно полна, чтобы точно указать ген, однако достаточна для того, чтобы выдвинуть более или менее обоснованные предположения о возможных кандидатах либо по их функции, либо по положению на хромосоме. Важно подчеркнуть, что и при функциональном, и при кандидатном подходе клонирование гена, как правило, предшествует его точной локализации в геноме, т.е. картированию. В рамках этих подходов локализовать ген означало пройти путь от его функции к локализации на хромосоме (позиции). Такой путь принято считать выражением стратегии "прямой генетики", он характерен и для традиционных методов генетического и цитогенетического картирования. До недавнего времени другой путь был практически невозможен.

Появление в конце 80-х годов множества высокополиморфных ДНК-маркеров дало возможность пойти в обратном направлении - от хромосомной карты к функции. Стратегия "обратной генетики", применительно к поиску генов, получила воплощение в позиционном картировании, которое подразумевает локализацию гена при отсутствии всякой функциональной информации о нем . При этом его место на карте устанавливают по результатам анализа сцепления гена с ранее локализоваными генетическими маркерами и далее детально исследуется уже область генома рядом с маркером.

Главным ограничением позиционного подхода является низкая разрешающая способность генетических карт - интервал между двумя соседними маркерами, в котором локализован ген, может оказаться слишком велик и недоступен физическому картированию.

Для большинства генов, которые были локализованы, характерны структурные аномалии (как правило, это гены, ответственные за наследственные заболевания человека), что существенно облегчает заключительную стадию поиска гена - выделение и локализацию гена.

Способом, который позволяет преодолеть ограничения позиционного картирования, является объединение стратегии "обратной генетики" с преимуществами кандидатного подхода. Такой способ картирования, называемый позиционно-кандидатным, постепенно приходит на смену позиционному и заключается в поиске на выявленном участке генома подходящих кандидатных генов.

Важным условием успешного позиционного картирования является создание генетических карт высокого разрешения и подробной транскрипционной карты. Эти карты создаются методами физического картирования, которые будут описаны ниже.

3) Методы картирования геномов млекопитающих

Методы картирования геномов млекопитающих разрабатывались и применялись в первую очередь для изучения генома человека. Позже, эти же подходы и методы были использованы для картирования геномов других млекопитающих. Поэтому в этом обзоре большинство методов построения генетических карт будет описано на примере картирования генома человека.

Метод картирования генов комплексных признаков (QTL) с помощью анализа компонент дисперсии был расширен для анализа родословных животных, полученных при скрещивании представителей двух разных популяций (пород). Более того, была создана комбинация этого метода с широко известным в животноводстве регрессионным методом Хэйли (C. Haley), применяемым при анализе данных, полученных при скрещивании представителей двух пород. Этот метод предполагает, что, хотя по маркерам наблюдается внутрипородный полиморфизм , породы гомозиготные по альтернативным аллелям QTL. Ясно, что это предположение верно не всегда. Предложенный нами комбинированный метод не делает такого предположения и, таким образом, позволяет проводить более корректный анализ. Кроме того, когда предположение о гомозиготности пород по аллелям QTL нарушается, предложенный метод является достаточно мощным, в то время как мощность метода Хэйли быстро падает.

Метод Хэйли основан на подсчете QTL-коэффициентов - апостериорных вероятностей того, что во втором поколении гибридов межжпородного скрещивания особь несет 2, 1 или 0 аллелей одной из родительских пород. Был предложен простой и быстрый метод подсчета этих коэффициентов. Однако, указанный метод использует только информацию о прямых предках особи и не рассматривает более комплексные ситуации. Кроме того, коэффициенты рассчитываются для каждого маркера по отдельности, далее результаты экстраполируются на межмаркерные интервалы. В то же время родословные животных зачастую обладают весьма сложной и информативной структурой; хорошо известно, что многоточечтный анализ имеет много преимуществ по сравнению с анализом типа +один маркер за раз-. Для подсчета QTL-коэффициентов с использованием всей имеющейся информации нами был разработан метод, основанный на использовании марковских цепей (Markov Chain Monte Carlo, MCMC). Было показано, что в ряде ситуаций предложенный нами метод позволяет значительно повысить мощность анализа (вплоть до двукратного увеличения мощности). Более того, существуют ситуации, когда алгоритм Хэйли не дает решения, в то время как метод, пердложенный нами, хорошо работает.

Рис.2Сопоставление локусов количественных признаков по Расширение Хейли-Нотт регрессии метода с помощью оценочных уравнений.

Метод картирования ЛКП - метод QTL

(Quantitative Trait Loci - локусы количественных признаков - ЛКП). Метод картирования ЛКП основывается на исследовании ДНК у пар близких родственников, чаще всего сибсов. Сибсы имеют в среднем примерно 50% общих аллелей. В каждой конкретной паре сибсов совпадающие аллели будут отличаться. Предположим, мы выявили пару сибсов, которые имеют два общих аллеля. Эти сибсы оказались более похожими по какому-либо количественному признаку, чем сибсы, имеющие один общий аллель. Последние, в свою очередь, обнаружили большее сходство, чем те сибсы, у которых общих аллелей в этом локусе не было совсем. На основании этих наблюдений, мы можем предполагать, что этот ген влияет на интересующий нас количественный признак. Если разница в количестве совпадающих аллелей никак не отражается на количественных соотношениях признака у сибсов, значит тестированный ген не имеет отношения к изучаемому признаку.

До недавнего времени изучение геномов как человека, так и других млекопитающих, было возможно только путем генетического анализа - построения генетических карт или карт сцепления. Генетической картой хромосомы называют относительное положение генов, находящихся в одной группе сцепления. Первым шагом на пути построения генетических карт является формирование групп сцепления генов и исследование их взаимного расположения. Основным методом построения карт сцепления является классический генетический анализ, т.е. анализ наследования признаков в родословной, а также изучение частоты рекомбинации генных локусов в мейозе. Карты сцепления показывают порядок линейного расположения генов и маркеров на хромосоме и генетическое расстояние между ними, выраженное в процентах рекомбинации - сантиморганах (сМ). Считается, что два гена на хромосоме находятся на расстоянии 1 сМ, если вероятность рекомбинации между ними в процессе мейоза составляет 1%. Карта генетического сцепления составляет около 2809 сМ для мужчин и 4782 сМ для женщин. Меньший "размер" мужского генома объясняется тем, что частота рекомбинации в сперматогенезе меньше, чем в оогенезе. Средняя длина генома человека в единицах генетического расстояния составляет около 3300 сМ. Сопоставив эту величину с размером гаплоидного генома человека, оцениваемым примерно в 2,91 млрд.п.н., можно заключить, что на 1 сМ генетической карты приходится в среднем немногим менее 1 млн.п.н. ДНК на физической карте генома.

Однако, ввиду того, что частота рекомбинации в разных точках генома различна ("горячие точки" рекомбинации, районы генома, где рекомбинация подавлена - центромерные и теломерные участки хромосом, блоки конститутивного гетерохроматина и др.) эта величина может существенно варьировать и, в результате карты сцеплений не отражают реальных физических расстояний между маркерами и генами на хромосомах.

До начала 70-х годов ХХ века построение генетических карт человека продвигалось очень медленными темпами. Небольшой размер семей, длительный период одного поколения, ограниченное число информативных родословных и отсутствие методов эффективного цитогенетического анализа всех пар хромосом затрудняло целенаправленное картирование хромосом человека. Так, первый ген человека был локализован на Х-хромосоме в 1911 г., а первый аутосомный ген - только в 1968 г. К середине 70-х годов на хромосомах человека было локализовано менее 100 генов, значительная часть которых была локализована в Х-хромосоме.

Важная роль в прогрессе картирования генома человека принадлежит мутантным генетическим линиям животных (в большинстве случаев это мутантные линии мышей), моделирующим различные наследственные заболевания человека. Хорошо разработаны экспериментальные основы целенаправленного конструирования генетических моделей на базе культивирования эмбриональных стволовых клеток, сайт-специфического разрушения генов или введения в них определенных мутантных аллелей in vitro, отбора клонов с генетическими модификациями и пересадки их в ранние зародыши. В результате подобных манипуляций удается получить линии животных, в частности мышей, с мутациями в определенных генах. В настоящее время разработаны достаточно эффективные подходы для локализации и идентификации генов экспериментальных животных. Высокий процент сходства по нуклеотидным последовательностям между кодирующими областями гомологичных генов млекопитающих и человека, а также большое число консервативных групп сцепления с идентичным расположением генов, так называемых синтенных групп сцепления, позволяет проводить параллельные исследования на модельных объектах, значительно ускоряющие эффективность картирования и молекулярного анализа индивидуальных генов человека.

Дальнейший прогресс в области генетического картирования в значительной мере связан с деятельностью крупных научно-исследовательских центров по созданию банков клеточных культур, представляющих наиболее интересные и обширные родословные. Так, в Центре по Изучению Полиморфизма Человека - CEPH (от фр. Centre d'Etudes du Polymorphysme Humain) - была создана уникальная коллекция перевиваемых клеточных культур, полученных от членов семей, многоступенчатые родословные которых насчитывают десятки и даже сотни индивидуумов. Перевиваемые линии клеток получали путем трансформации их вирусом Эпштейн-Барра. Такие лимфобластозные линии клеток способны к неограниченному росту в условиях культивирования.

СЕРН-коллекции родословных представляют собой идеальные системы для генетического анализа наследственных признаков. Эти коллекции были использованы исследователями во всем мире для локализации генов человека и различных типов маркеров. В результате исследования этих клеточных линий определены генотипы членов СЕРН-семей одновременно по тысячам полиморфных локусов и построены соответствующие генетические карты. Материал таких линий в виде клеточных клонов или образцов ДНК используется, в частности, для анализа сцепления сегрегирующих генов друг с другом или с вновь описанными полиморфными локусами.

Генетическую карту составляют для каждой пары гомологичных хромосом. Группы сцепления нумеруют последовательно, по мере их обнаружения. Кроме номера группы сцепления, указывают полные или сокращённые названия мутантных генов, их расстояния в морганидах от одного из концов хромосомы, принятого за нулевую точку, а также место центромеры. Составить генетическую карту можно только для объектов, у которых изучено большое число мутантных генов.

Вложенные файлы: 1 файл

составление ген карты.docx

Составление генетических карт

Генетической картой хромосом называют схему относительного положения генов, находящихся в одной группе сцепления.

В настоящее время построены генетические карты хромосом человека, мыши, сельскохозяйственных животных и многих других организмов. Эти данные так же доступны в Internet (см. приложение, примечание 7) .

Генетические карты разных видов.

Например, у дрозофилы идентифицировано свыше 500 генов, локализованных в её 4 группах сцепления(см. приложение, рис. 1), у кукурузы — около 400 генов, распределенных в 10 группах сцепления (см. приложение, рис. 2). У менее изученных объектов число обнаруженных групп сцепления меньше гаплоидного числа хромосом. Так, у домовой мыши выявлено около 200 генов, образующих 15 групп сцепления (на самом деле их 20); у кур изучено пока всего 8 из 39. У человека из ожидаемых 23 групп сцепления (23 пары хромосом) идентифицировано только 10, причём в каждой группе известно небольшое число генов; наиболее подробные карты составлены для половых хромосом. У бактерий, которые являются гаплоидными организмами, имеется одна, чаще всего непрерывная, кольцевая хромосома и все гены образуют одну группу сцепления (см. приложение, рис.3). При переносе генетического материала из клетки-донора в клетку-реципиент, например при конъюгации ,кольцевая хромосома разрывается и образующаяся линейная структура переносится из одной бактериальной клетки в другую (у кишечной палочки в течение 110—120 мин). Искусственно прерывая процесс конъюгации, можно по возникшим типам рекомбинантов установить, какие гены успели перейти в клетку-реципиент. В этом состоит один из методов построения генетических карт бактерий.

Построение генетических карт.

Существование кроссинговера побудило Моргана разработать в 1911-1914 гг. принцип построения генетических карт хромосом. В основу этого принципа, как было замечено выше, положено представление о расположении генов по длине хромосомы в линейном порядке. За единицу расстояния между двумя генами условились принимать 1 % перекреста между ними.

Допустим, что к одной группе сцепления относятся гены А и В. Между ними обнаружен перекрест в 10 %. Следовательно, гены А и В находятся на расстоянии 10 единиц. Допустим далее, что к этой же группе сцепления относится ген С. Чтобы узнать его место в хромосоме, необходимо выяснить, какой процент перекреста он дает с обоими из двух уже известных генов. Например, если с А он дает 3 % перекреста, то можно предположить, что ген С находится либо между А и В, либо с противоположной стороны, то есть А расположен между В и С.

Существует формула закономерности: если гены А, В и С относятся к одной группе сцепления и расстояние между генами А и В равно нескольким единицам, а расстояние между В и С - одной единице, то расстояние между А и С может быть либо k +1, либо k-1.

Чем дальше друг от друга гены лежат в хромосоме, тем чаще для них будет наблюдаться кроссинговер . Представим себе, что гены лежат на разных концах хромосомы (см. приложение, рис. 4). Тогда в каком бы месте не произошел кроссинговер, эти гены разойдутся в разные хромосомы.

Теперь представим себе, что два гена лежат близко друг от друга. Такие гены будут расходиться в разные хромосомы только в том случае, когда точка перекрестка хромосом окажется на коротком участке между ними, т.е. редко. Таким образом, вероятность расхождения генов при кроссинговере зависит от расстояния между генами на хромосоме. Значит, измеряя частоту кроссинговера между разными генами, можно определить расстояние между ними на хромосоме.

А если изучать кроссинговер не для двух, а для трех генов, то можно выяснить, какой из трех генов лежит между двумя другими. Пусть, например, кроссинговер между генами A и В встречается в 1% случаев, между генами В и С в 2% случаев, а между генами A и С в 3% случаев. Тогда ясно, что ген В лежит между генами A и С, и что ген С лежит от гена В вдвое дальше, чем ген A. Таким образом, изучение кроссинговера позволяет определить положение генов на хромосоме и расстояние между ними, т.е., как говорят, построить генетическую карту хромосомы. Пример участка генетической карты для одной из хромосом дрозофилы приведен на (первые такие карты были опубликованы в книге Моргана и его сотрудников в 1915 г.). При построении генетических карт было выяснено, что число генов на хромосоме примерно пропорционально длине хромосомы: на длинных хромосомах расположено больше генов. Генетические карты составлены для многих животных и растений, а также для человека. При составлении генетических карт человека было показано, что перекрест между двумя генами происходит в 1% случаев, если расстояние между ними на молекуле ДНК составляет примерно миллион нуклеотидов.

Построения генетической карты для бактерий.

Интересный способ построения генетической карты для бактерий был использован Э.Вольманом и Ф. Жакобом . При конъюгации бактерий одноцепочечная молекула ДНК переходит из одной бактерии в другую, там она достраивается и замыкается в кольцо. При этом существуют штаммы бактерий-доноров - тех, которые передают свою ДНК, и штаммы бактерий-реципиентов - тех, которые ДНК получают (иногда говорят, что доноры - это "мужской пол" у бактерий, а реципиенты - "женский").

Вольман и Жакоб смешивали штаммы доноров и реципиентов кишечной палочки . Между бактериями начиналась конъюгация. А затем исследователи резко встряхивали пробирку с культурой бактерий, так что клетки конъюгирующих бактерий отделялись друг от друга, а молекула ДНК разрывалась. Такое встряхивание производили через разное время после начала конъюгации (через 5, 10, 20, 30, 40. мин). Если встряхивание производили раньше, чем через 8 мин после смешивания культур, в реципиентах вообще не обнаруживали чужой ДНК. Если пробирки встряхивали через 10 мин, т.е. в начале конъюгации, в бактерию-реципиента успевал проникнуть небольшой кусочек чужой ДНК; если через 20 мин, в реципиента успевало попасть примерно 20% молекулы ДНК и т.д. (см. приложение, рис. 5). После этого изучали, какие чужие гены попадали в реципиента с кусочками ДНК разной длины. Так строили генетическую карту бактерии. К 1985 г. на генетическую карту кишечной палочки удалось нанести таким методом более 1000 генов.

Независимо от того, наследуется ли болезнь по одному из менделирующих типов или просто чаще встречается у родственников больных, генетический вклад в болезнь состоит из генотипических различий среди членов семьи или вызывающих болезнь, или изменяющих в ту или другую сторону восприимчивость к болезни.

Некоторые варианты имеют явные функциональные последствия, другие — несомненно, нейтральны. Для большинства значение для человеческого здоровья неизвестно.

Мы также очертили роль отбора и дрейфа генов, влияющих на частоту различных аллелей в популяции. В статьях на нашем сайте МедУнивер мы обсудим, как процесс мейоза, действуя во времени и в пространстве, определяет связь между генами и полиморфными локусами с их окружением.

Анализ ассоциаций имеет преимущество перед анализом всей популяции для поиска аллелей, более или менее часто обнаруживаемых у больных по сравнению со здоровой контрольной группой.

Исследования сцепления и ассоциации для идентификации генов болезней оказало огромное влияние на понимание патогенеза и патофизиологии многих болезней. Эти знания также позволили предложить новые методы профилактики, лечения и контроля.

Как картирование генов помогает медицинской генетике?

• Картирование генов болезней имеет непосредственное клиническое применение, обеспечивая информацию о позиции гена, используемую для разработки методов косвенного анализа сцепления в пренатальной и пресимптоматической диагностике и выявлении носительства.

• Картирование генов болезни критически важно для начального поиска гена болезни. Картирование фокусирует внимание на ограниченном регионе генома для выполнения систематизации всех имеющихся в нем генов, так что мы можем найти мутации или варианты, которые содействуют болезни (позиционное клонирование).

Позиционное клонирование гена болезни обеспечивает возможность охарактеризовать заболевание по степени локусной гетерогенности, спектру аллельной гетерогенности, частоте различных патогенных или предрасполагающих к болезни вариантов в различных популяциях, пенетрантности и ожидаемой частоте мутаций, доле общего генетического вклада в болезнь, соотнесенных с вариантами в разных локусах и природе болезни у бессимптомных пациентов группы риска.

Описание генов и мутаций улучшает понимание патогенеза заболеваний и способствует развитию таких направлений, как:
- чувствительная специфическая диагностика прямым обнаружением мутации;
- популяционный скрининг на носительство для выявления групп риска по болезни у обследуемых или их потомства;
- клеточные и животные модели;
- лекарственная терапия для профилактики и лечения болезни или замедления ее протекания;
- лечение заменой гена.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

ТЕМА: Хромосомная теория наследственности. Хромосомные карты человека.

Хромосомная теория Т.Моргана.
Сцепленные гены, кроссинговер.
Карты хромосом человека.

Наблюдая за большим количеством мух, Т. Морган выявил много мутаций, которые были связаны с изменением разных признаков: окраски глаз, формы крыльев, окраски тела и т.д.

При изучении наследования этих мутаций оказалось, что многие из них наследуются, сцепленно с полом.

Такие гены легко было выделить, потому что они передавались от материнских особей только потомству мужского пола, и через них - только их потомкам женского пола.

У человека признаки, наследуемые через Y-хромосому, могут быть только у лиц мужского пола, а наследуемые через Х-хромосому - у лиц как одного, так и другого пола.

При этом особь женского пола может быть гомо или гетерозиготной по генам, расположенным в Х-хромосоме, а рецессивные гены могут проявляться у нее только в гомозиготном состоянии.

У особи мужского пола только одна Х-хромосома, поэтому все локализованные в ней гены, в том числе и рецессивные, проявляются в фенотипе. Такие патологические состояния, как гемофилия (медленная свертываемость крови, обусловливающая повышенную кровоточивость), дальтонизм (аномалия зрения, при которой человек путает цвета, чаще всего красный с зеленым), наследуются у человека сцепленно с полом.

Исследование наследования, сцепленного с полом, стимулировало изучение сцепления между другими генами.

В качестве примера можно привести эксперименты на дрозофиле.

У дрозофилы существует мутация, обусловливающая черный цвет тела. Ген, ее вызывающий, рецессивен по отношению к гену серого цвета, характерному для дикого типа. Мутация, вызывающая рудиментарные крылья, также рецессивна к гену, приводящему к развитию нормальных крыльев. Серия скрещиваний показала, что ген черного цвета тела и ген рудиментарных крыльев передавались вместе, как будто оба эти признаки вызывались одним геном.

Причина такого результата заключалась в том, что гены, обусловливающие два признака, локализованы в одной хромосоме. Это явление так называемого полного сцепления генов. В каждой хромосоме расположено много генов, которые наследуются совместно, и такие гены называют группой сцепления.

Таким образом, закон независимого наследования и комбинирования признаков, установленный Г. Менделем, действует только в случае, когда гены, определяющие тот или иной признак, находятся в разных хромосомах (разных группах сцепления).

Однако гены, находящиеся в одной хромосоме, сцеплены не абсолютно.

Причиной неполного сцепления является кроссинговер. Дело в том, что во время мейоза, при конъюгации хромосом, происходит их перекрест, и гомологичные хромосомы обмениваются гомологичными участками. Это явление называется кроссинговером. Он может произойти в любом участке гомологичных Х-хромосом, даже в нескольких местах одной пары хромосом. Причем, чем дальше друг от друга расположены локусы в одной хромосоме, тем чаще между ними следует ожидать перекрест и обмен участками.

Рисунок 17 Кроссинговер: а - схема процесса; б - варианты кроссинговера между гомологичными хромосомами

В каждой группе сцепления генов содержатся сотни или даже тысячи генов.

В экспериментах А. Стертеванта в 1919 г. было показано, что гены внутри хромосомы расположены в линейном порядке.

Это было доказано путем анализа неполного сцепления в системе генов, принадлежащей к одной группе сцепления.

Изучение взаимоотношений между тремя генами при кроссинговере выявило, что в случае, если частота перекреста между генами А и В равна величине М, а между генами А и С частота обменов равна величине N, то частота перекреста между генами В и С составит М+N, или М - N, в зависимости в какой последовательности расположены гены: АВС или АСВ. И такая закономерность распространяется на все гены этой группы сцепления. Объяснение этому возможно лишь при линейном расположении генов в хромосоме.

Эти эксперименты явились основой создания генетических карт хромосом многих организмов, в том числе и человека.

Единицей генетической или хромосомной карты является сан-тиморганида (сМ). Это мера расстояния между двумя локусами, равная длине участка хромосомы, в пределах которого вероятность кроссинговера составляет 1%.

Методы изучения групп сцепления генов, такие как: генетический анализ соматических гибридных клеток, изучение морфологических вариантов и аномалий хромосом, гибридизация нуклеиновых кислот на цитологических препаратах, анализ аминокислотной последовательности белков и другие, которые позволили описать все 25 групп сцепления у человека.

Одной из основных целей исследования генома человека является построение точной и подробной карты каждой хромосомы. На генетической карте показано относительное расположение генов и других генетических маркеров на хромосоме, а также относительное расстояние между ними.

Генетическим маркером для составления карты потенциально может быть любой наследуемый признак, будь то цвет глаз или длина фрагментов ДНК. Главное при этом - наличие легко выявляемых межиндивидуальных различий рассматриваемых маркеров. Карты хромосом подобно географическим картам можно строить в разном масштабе, т.е. с разным уровнем разрешения.

Самой мелкомасштабной картой является картина дифференциального окрашивания хромосом. Максимально возможный уровень разрешения - один нуклеотид. Следовательно, самой крупномасштабной картой какой-либо хромосомы является полная последовательность нуклеотидов. Размер генома человека равен примерно 3 164,7 м.п.н.

К настоящему времени для всех хромосом человека построены мелкомасштабные генетические карты с расстоянием между соседними маркерами в 7-10 миллионов пар оснований или 7-10 Мб (мегабаз, 1Мб = 1 млн пар оснований).

Современные сведения о генетических картах человека содержат информацию о более чем 50 000 маркеров. Это означает, что они находятся в среднем на расстоянии десятков тысяч пар оснований друг от друга, и между ними расположено несколько генов.

Для многих участков, конечно же, имеются и более подробные карты, но все же большая часть генов еще не идентифицирована и не локализована.

К 2005 г. идентифицировано более 22 000 генов и около 11 000 генов картированы на отдельных хромосомах, около 6 000 генов локализованы, из них 1000 - это гены, определяющие заболевания.

Неожиданным оказалось обнаружение необычно большого числа генов на хромосоме 19 (более 1400), что превышает число генов (800), известных на самой большой хромосоме человека 1.

Рисунок 18 Патологическая анатомия хромосомы 3

Рисунок 19 Структура митохондриального генома

В митохондриальных генах отсутствуют интроны, а межгенные промежутки очень невелики. Эта небольшая молекула содержит 13 генов, кодирующих белки, и 22 гена транспортных РНК. Митохондриальная ДНК полностью секвенирована и на ней выявлены все структурные гены. Митохондриальные гены имеют гораздо большую, чем хромосомные, копийность (несколько тысяч на клетку).

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Материал лекции по теории алгоритмов

Материал лекции по теме "Алгоритмы" в рамках дисциплины "Основы алгоритмизации".

Лекции для раздела МДК 07.01 Теория и практика сестринского дела.

презентация к лекции по МДК 01.01 Здоровый человек. "Внутриутробный период. Период новорожденности".

конспект занятия составление рассказа по картинкам "Человек"

данный материал предназначен для работы со со старшими дошкольниками по лексической теме "Человек и его тело".

презентация к лекции по МДК 01.01 "Здоровый человек и его окружение" по теме "Физиологическая беременность и роды. Послеродовый период"

Презентация "Физиологическая беременность и роды. Послеродовый период" подготовлена для проведения лекционного занятия по МДК 01.01 "Здоровый человек и его окружение" ПМ.01. Провед.

Лекция по теме "Наследственное право РФ"

Понятие наследства. Виды наследства: по завещанию, по закону. Оспаривание наследства.

Читайте также: