Соматических генетика

Наиболее очевидные успехи генетики соматических клеток связаны с картированием генов человека. Этой теме посвящена основная часть данной главы. Некоторые примеры применения генетики соматических клеток к растительным клеткам приведены в последнем разделе главы. [c.292]

Картирование десятков тысяч генов представляет собой чрезвычайно трудную задачу, хотя ее и облегчает то, что некоторые гены собраны в группы, так называемые кластеры. Кластеризованное расположение имеют гены глобинов, белков главного комплекса гистосовместимости, иммуноглобулинов. Трудности изучения генетики человека обусловлены тем, что анализируемое потомство малочисленно, поколения сменяются медленно, а подбор пар, естественно, не поддается планированию. Задача картирования человеческого генома оказалась сушественно облегченной благодаря освоению методов работы с соматическими клетками. [c.294]

Во второй части появилась совершенно новая глава 16, посвященная регуляции экспрессии генов эукариот. Она в основном содержит результаты успешных исследований рекомбинантных ДНК. Материал главы, носившей этот номер, обновлен и составляет главу 17 Генетический анализ процессов развития . Новая глава 18 Генетика соматических клеток включает впечатляющие результаты исследований по картированию генома человека. Главы 11 и 12 обновлены с тем, чтобы отразить наше углубившееся понимание эволюции генетического кода и пот токов информации в клетках о главах 13 и 14 уже говорилось выше. [c.8]

Структурная организация локусов иммуноглобулинов и гистосовместимости является яркой демонстрацией того, какое огромное расстояние пройдено от первоначальной концепции гена как обособленного неизменного участка ДНК, кодирующего один-единственный белок. Теперь нам известно, что гены могут образовывать огромные кластеры, состоящие из многих родственных последовательностей. Гены могут экспрессироваться, образуя альтернативные формы белка, и, наконец, они могут формироваться путем физических перестроек последовательностей ДНК в процессе развития соматических клеток. Таким образом, в течение последнего десятилетия представления об основном предмете генетики претерпели существенные изменения. [c.518]

Идентификация индивидуальной хромосомы, в которой находится исследуемый ген,-это только первый этап картирования. Основной задачей являются установление порядка генов и их точная локализация. В некоторых случаях метод анализа родословных позволяет расположить на генетической карте хромосомы три и более маркеров. Использование более эффективных методов генетики соматических клеток может дать более точную информацию. Существенную помощь в таких исследованиях оказывают хромосомные перестройки (см. гл. 21). Далее мы рассмотрим примеры использования делеций, транслокаций или дупликаций для картирования генов. [c.301]

Существует мнение, что лечение генетических заболеваний с помощью генной терапии соматических клеток неизбежно приведет к ухудшению генофонда человеческой популяции. Оно основывается на представлении, что частота дефектного гена в популяции будет увеличиваться от поколения к поколению, поскольку генная терапия будет способствовать передаче мутантных генов следующему поколению от тех людей, которые до этого были неспособны произвести потомство или не могли дожить до половозрелого возраста. Однако эта гипотеза оказалась неверной. По данным популяционной генетики, для существенного повышения частоты вредного или летального гена в результате эффективного лечения требуются тысячи лет. Так, если какое-то редкое генетическое заболевание встречается у одного из 100 ООО жизнеспособных новорожденных, то пройдет примерно 2000 лет после начала применения эффективной генной терапии, прежде чем частота указанного заболевания удвоится и составит 1 случай на 50 ООО. [c.528]

Организация материала в этом издании осталась той же, что и в первом, хотя некоторые вопросы изложены по-другому, и добавлены совершенно новые главы, посвященные методу рекомбинантных ДНК, регуляции действия генов эукариот и генетике соматических клеток. Современная генетика состоит из трех частей часть первая- Организация и передача генетического материала , часть вторая - Экспрессия генетического материала и часть третья- Эволюция генетического материала . Мы уверены, что такая последовательность изложения одновременно и логична, и удобна для преподавания. Она способствует пониманию студентами того, почему излагаются те или иные вопросы и какое место они занимают в процессе наследования в целом. Однако при этом текст предоставляет преподавателю максимальную свободу при составлении конкретной программы курса. Даже если последовательность, в которой излагается материал отдельных глав существенно изменить, это не приведет к появлению серьезных пробелов в знаниях. Мы, однако, считаем, что каждая глава сама по себе составляет логически единое целое и внутри отдельных глав материал лучше всего преподавать в той последовательности, в какой он изложен в книге. [c.8]

Учебное издание по генетике, написанное известными американскими учеными на уровне современных требований. Во втором томе рассмотрены проблемы экспрессии генетического материала (генетический код, регуляция экспрессии генов, генетика соматических клеток). [c.5]

Генетика соматических клеток картирование генома [c.291]

В течение долгих лет картирование человеческого генома продвигалось очень медленно. Появление методов генетики соматических клеток положило начало новой эры. Дополнительное ускорение в решении этой задачи было достигнуто благодаря применению генно-инженерных подходов. В настоящее время не существует принципиальных технических препятствий для получения полной карты генома человека. Однако вследствие огромного размера изучаемой ДНК этот процесс, конечно, займет многие годы. Установление функции всех последовательностей и понимание принципов организации генома видится в отдаленном будущем (см. табл. 18.7). [c.316]

Генетика соматических клеток [c.317]

Потенциальные приложения этого явления очевидны. Клетки, которым при помощи методов генетики соматических клеток приданы желаемые наследственные признаки, можно использовать для получения целых растений. Так, целые растения были получены из диплоидных [c.329]

Рис. 18.23. Диплоидное растение табака, имеющее желаемую генетическую структуру, полученное методами генетики соматических клеток. Используемые мутации были отобраны предварительно в линиях гаплоидных

В чем заключаются особенности генетики соматических клеток, позволившие использовать ее методы для картирования генома человека [c.332]

Физические основы классической генетики. Хромосомы как группы сцепления. Эксперименты Моргана привели его еще к одному очень важному выводу. Оказалось, что число групп сцепления у Drosophila в точности равно числу хромосом, содержащихся в ядрах соматических клеток этого организма. [c.478]

На фоне расшифровки последовательностей нуклеотидов в геноме стало очевидным, что функционирует он как сложная система с множеством обратных связей, а не как простое считывание информации с цепочки бусинок-генов . И регуляторная иерархия весьма динамична, она может меняться при делении соматических и зародышевых клеток. Некоторые дополнительные механизмы, о которых ученые давно догадывались, приводят к наследственным стабильным изменениям экспрессии генов без изменения нуклеотидной последовательности в ДНК (их назвали эпигенетическими). Накопленные генетиками факты о межгенных взаимодействиях и их роли в происхождении болезней, в понимании корреляций между генотипом и фенотипом, позволяют совершенно по-новому оценить генетическую регуляцию функций. И этим будет занята генетика человека в будуш ем. [c.144]

При соматической гибридизации эксперимент строится аналогично опытам по генетике микроорганизмов. Иными словами, используются большие популяции клеток обоих родителей. При обработке смешанной суспензии протопластов фьюзогенами часть из них сливается друг с другом, но в суспензии остаются и неслившиеся протопласты. Все они, включая гибридные, в дальнейшем регенерируют клеточные стенки и переходят к делениям. Возникает задача — выделить из общей массы гибридные экземпляры. Селекция гибридов может применяться либо на клеточном уровне, либо на стадии регенерации и осуществляется несколькими методами. [c.157]

Почти два десятилетия активной работы биотехнологов в селекционных и биотехнологических центрах страны позволили получить сотни и тысячи регенерантов растений, в том числе десятки и сотни с ценными свойствами повышенной устойчивостью к засухе, высоким и низким температурам, засолению, опасным грибковым, бактериальным и вирусным заболеваниям, повышенной кислотности почвы. На их основе получены новые ценные сорта ярового ячменя во ВНИИ центральных районов Нечерноземной зоны и НИИ Северо-Востока яровой пшеницы — в НИИ Юго-Востока озимой пшеницы — в Краснодарском НИИХ клевера и люцерны — во ВНИИ кормов, сахарной свеклы — во ВНИИСХ, картофеля — во ВНИИ картофельного хозяйства плодовых культур во ВНИИ генетики и селекции плодовых растений. Всероссийском селекцион-но-технологическом институте садоводства и питомниководства. В Госу-дарственный реестр внесены первые отечественные сорта зерновых и других культур, полученные отечественными селекционерами с использованием линий, созданных на основе биотехнологических методов гаплоидной и клеточной селекции, соматической гидрадизации и др. В России, как и во многих других странах мира, впервые создана правовая база для осушествления генно-инженерных и других биотехнологических работ с использованием в производстве новых трансформированных генотипов растений, животных и микроорганизмов. Приняты и действуют законы О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности , О селекционных достижениях , О племенной работе , О семеноводстве и др. [c.425]

Ген, ответственный за цветовую слепоту (дальтонизм), был локализован в Х-хромосоме в 1911 году. Особенности наследования генов, сцепленных с Х-хромосомой, позволили отнести к этой группе сцепления более чем 100 локусов. Хромосомная локализация аутосомных генов была впервые проведена в 1968 году. Определено расположение локуса, кодирующего антигены групп крови Даффи, которые, подобно антигенам группы ABO и другим антигенам крови, находятся на поверхности эритроцитов. Сравнение наследования изучаемого гена с распределением аберрантной хромосомы 1 показало, что он локализован в этой хромосоме. С тех пор на основании анализа родословных определены группы сцепления для 70 генов человека. Картирование многих из этих генов стало возможным после того, как было показано их сцепление с другими генами, локализацию которых удалось установить методами генетики соматических клеток. Примером этого служит картирование гена резус-фактора, впервые открытого в 1939 году. В 1971 г. изучение родословных показало, что ген Rh сегрегирует сцепленно с геном РЕРС, кодирующим пептидазу С. Годом позже при изучении соматических клеток ген РЕРС был локализован в хромосоме 1. Таким образом, стала известной группа сцепления и для гена Rh, кодирующего резус-фактор. В настоящее время картировано около 500 аутосомных генов, причем 100 из них картировано за последние 12 месяцев. Подавляющее большинство этих генов локализовано методами генетики соматических клеток. [c.294]

Усиленно разрабатывается генетика соматических клеток. Мутагенез и гибридизация все более и более эффективно используются в генетике соматических клеток человека. Вызвавшая много толков работа Харриса [17], в которой описывалось получение гибридных клеток в результате слияния соматических клеток человека и мыши, была подтверждена Раддль [18] сообщил, что, используя подобную гибридизацию, ему удалось обнаружить в этих клетках эффект сцепления. [c.8]

После того как в начале нашего века возникла классическая генетика и было показано, что каждая соматическая клетка имеет такой же самый набор хромосом, что и исходная оплодотворенная яйцеклетка, теория Вейсмана была заметно поколеблена. Однако в действительности за все это время не было представлено ни одного достаточно веского довода в пользу того, что внешняя фенотипическая дифференцировка клеток не связана с внутренней генетической дифференцировкой ядер. Наконец, в 50-х годах появилась возможность непосредственной проверки основных положений теории Вейсмана, так как был разработан способ переноса ядра дифференцированной клетки тела земноводных в цитоплазму яйцеклетки того же вида, в которой собственное ядро предварительно инактивировали ультгфиолетовым облучением. [c.513]

Еще одно свойство неменделевского наследования состоит в том, что в тех случаях, когда сохраняются оба генотипа, во время роста растения одни ткани приобретают дикий, а другие-мутантный фенотип. Таким образом, у одного и того же гетерозиготного растения некоторые ткани имеют фенотип одного из родителей, в то время как другие обладают фенотипом второго родителя. Такое явление соматической сегрегации отличается от стабильности свойств, определяемых, согласно мен-делевской генетике, ядерным генотипом. [c.281]

Традиционные методы генетического анализа, разработанные Менделем, основаны на переходе из диплоидного состояния в гаплоидное в процессе мейоза. Восстановление диплоидности происходит при оплодотворении. Изменения плоидности обеспечивают сегрегацию генов, то есть их распределение в потомстве. Несколько десятилетий назад было показано, что соматические клетки эукариот можно размножать in vitro, т.е. поддерживать в виде так называемых клеточных культур (рис. 18.1). У этих культивируемых in vitro клеток в норме не происходит смены диплоидной и гаплоидной фаз. Тем не менее существуют различные способы, позволяющие изучать определенные генетические феномены на культурах клеток. Существенным преимуществом клеточных культур является то, что возникновение новой клеточной генерации занимает несколько часов, тогда как появление нового поколения на уровне целой особи-это месяцы или годы. Дополнительное преимущество для изучения генетики человека-это возможность комбинировать наследственные детерминанты клеток в культуре, поскольку проведение направленных скрещиваний между людьми, естественно, невозможно. Недавно были разработаны способы получения гибридных клеток, содержащих наследственную информацию различных видов организма, например человека и мыши. Такие гибриды нельзя получить другими способами, т.е. на уровне целых организмов. [c.290]

Существенное преимущество растений по сравнению с животными, важное для генетики соматических клеток, заключается в том, что гаплоидные клетки растений можно культивировать in vitro. В процессе онтогенеза всех растений происходит смена гаплоидных и диплоидных фаз. У мхов и печеночников доминирует гаплоидная фаза. Эта фаза, называемая гаметофитом, сохраняется и у высщих растений, хотя у них она сильно редуцирована. В процессе мейоза образуются мужские и женские клетки, которые проходят несколько митотических делений. Диплоидность восстанавливается при оплодотворении. Клетки гаплоидной фазы можно поддерживать в культуре. В такой культуре клеток легко тестировать проявление рецессивных маркеров подобно тому, как это делается при работе с ауксотрофными маркерами бактерий. При использовании соответствующих селективных сред можно проводить скрининг больщих популяций клеток, подбирая условия, при которых способность к пролиферации сохраняют только нужные мутанты. [c.329]

На рис. 18.23 изображена схема получения диплоидного растения табака, несущего определенную комбинацию генов с использованием методов генетики соматических клеток. Важный этап в биосинтезе аминокислот Ni otiana taba um осуществляет нитратредуктаза, превращающая нитраты в нитриты. Для синтеза этого фермента необходимы два гена. При использовании соответствующих селективных сред в культуре гаплоидных клеток табака, отобраны мутации спх и nia, затрагивающие оба гена. Ни одна из гаплоидных линий, несущих мутации в этих генах, не способна использовать нитрат в качестве источника азота. При слиянии комплементирующих линий образуется диплоид, имеющий генотип спх/ + и nia +, способный расти на нитрате как на единственном источнике азота. [c.329]

Методы генетики соматических клеток растений имеют много важных приложений, поскольку растительные клетки в культуре в отличие от клеток животных обладают очень важным свойством-из одной растительной клетки можно получить целое растение. У животных линия клеток, которые затем образуют гаметы, отделяется от соматических клеток на ранних этапах индивидуального развития особи. По мере этого развития соматические клетки специализируются, при этом они теряют способность при делении восстановить целую особь. У растений генеративные клетки не существуют в виде отдельной клеточной суб-по-пуляции цветок формируется из неспециализированных соматических клеток. Тотипотентность растительных клеток, выращенных в культуре, была впервые показана в 1958 г. Одиночная клетка моркови при пролиферации давала массу недифференцированных клеток, так называемый каллус, которые на среде, содержащей растительные гормоны, подвергались дифференцировке, образуя корни и стебель. На стебле формировались цветы и затем семена. Из этих семян затем вырастали нормальные растения. [c.329]

Трансфекция. В генетике соматических клеток синоним трансформации, т. е. включение генетического материала до-норного организма в хромосому реци-пиентной клетки. В генетике бактерий-инфекция клеток фаговой ДНК. [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология