Функциональное картирование

Для идентификации нужного гена человека используют четыре метода. В первом из них, функциональном картировании, на основе данных о генном продукте синтезируют зонды для скрининга кДНК-библиотеки. Положительный кДНК-клон, содержащий кодирующую область гена-мишени, используют для отбора геномных клонов и характеристики гена в целом. Второй подход, кандидатное картирование, основывается на выборе генов, которые по имеющимся [c.480]

Рис. 20.23. Функциональное картирование. Идентификация гена для случая, когда известна аминокислотная последовательность его продукта.

Рис. 20.30. Позиционно-кандидатное картирование. Идентификация гена заболевания в том случае, когда продукт гена неизвестен, но ген картирван в том же хромосомном районе, что и некоторые функциональные гены и EST. Из этих генов и EST отбирают кандидатные и определяют, какие из них соответствуют искомому гену.

Выделение мутантов имело огромное значение для изучения гена. До недавнего времени гены можно было идентифицировать только по мутациям, которые оказывались летальными или же блокировали развитие некоторого видимого или измеримого фенотипического признака. В результате картирования мутаций возникло предположение, что группа мутаций, нарушающих один и тот же признак, может быть тесно сцеплена, а использование теста на комплементацию показало, что каждая такая группа составляет функциональную генетическую единицу. Какова же природа этих мутаций [c.37]

Необходимо иметь в виду, что, в оттшчие от половой гибридизации, соматическая гибридизация эукариотических клеток завершается объединением под одной мембраной не только ядерных геномов двух (или более) особей, но и генов цитоплазмы (митохондриальных, хлоропластных, емкостью в 1000—2000 генов), что может отразиться на функциональной активности гибрида У межвидовых гибридов часть хромосом может затрачиваться за счет элиминации, которая оказывается видоспецифичной Так в гибридах протопластов клеток "мышь х человек" и "человек х комар" элиминируются хромосомы человека и комара соответственно При морфологическом различии хромосом такие гибриды удобны для картирования генов Напомним, что в соматических клетках мыши содержится 20 пар хромосом, в клетках человека 23 пары хромосом и три пары — в диплоидных клетках комара [c.183]

Рассмотрены методы геологического картирования с помощью ЭВМ, локальные и региональные свойства геологических полей и перевод их на язык функционального анализа. Особое внимание уделено картированию при решении задач нефтяной и структурной геологии (прогноз нефтегазоносности, исследование механизма миграции флюидов, палеотектонический анализ и др.). [c.198]

Для того чтобы максимально эффективно использовать моноклональные антитела в функциональном анализе, необходимую, чтобы сайты связывания были картированы как можно точнее. Довольно простой подход к решению этой проблемы состоит в блот-гибридизации колоний с серией перекрывающихся гибридных белков, что позволяет идентифицировать искомые последовательности, состоящие примерно из 50 аминокислот. Методика блот-гибридизацки колоний приводится в табл. 6.1. Следующий шаг — это синтез перекрывающихся пептидных последовательностей для идентификации участка с точностью до нескольких аминокислот. Мы успешно использовали этот подход при картировании РАЬ204, ингибирующего АТРазу [6], [c.200]

Следует также отметить, что при проведении картирования активного центра ферментов необходимо использовать деполимеразы чистые если не в физическом, то хотя бы в функциональном отношении. Даже малейшие примеси, присутствующие в ферментных препаратах, предназначенных для картирования активного центра, могут значительно исказить результаты эксперимента. Далее, для проведения исследований следует располагать серией структурно-гомологичных олигомерных субстратов с последовательно изменяющейся длиной цепи (предпочтительно от степени полимеризации п, равной двум-трем, до п, равной или превышающей число сайтов в активном центре фермента, обычна до семидевяти. Субстраты должны быть также гомогенными по хроматографическим показателям [5]. [c.39]

Специфические механизмы регуляции экспрессии генов удалось установить благодаря сочетанию генетического и биохимического анализа ряда генетических функций, таких, как способность утилизировать альтернативные источники углерода, синтезировать определенные аминокислоты и другие метаболиты. Как отмечалось в гл. 7 и 8, генетическое картирование мутаций, влияющих на определенную метаболическую цепь, свидетельствует о том, что вовлеченные в нее гены часто располагаются в геноме в виде кластеров. Группировка функционально связанных между собой генов в кластеры, транскрипция каждого из которых инициируется на общем промоторе, позволяет осуществлять координированный контроль экспрессии этих генов. Транскрипция кла- [c.169]

Полиморфизм ДНК в области глобиновых генов. [972 1253]. При картировании генов у-5-р-кластера с помощью рестрикционного анализа была обнаружена значительная вариабельность последовательности ДНК у различных индивидов (рис. 4.40). Все известные варианты Р-глобинового комплекса генов возникли в результате одиночных нуклеотидных замен и обозначаются как присутствующие ( + ) или отсутствующие ( —). Среди 17 полиморфных сайтов в Р-кластере 12 локализованы во фланкирующих последовательностях, 3 внутри интронов, 1 внутри псевдогена и только 1 внутри кодирующей части гена р-глобина (синонимическая замена). Такое расположение закономерно, поскольку мутации в кодирующих областях скорее могут вызвать нежелательные эффекты. Большая часть ДНК, расположенной между структурными генами, не экспрессируется, поэтому изменения нуклеотидной последовательности в этих районах обычно не имеют функциональных последствий. Различные полиморф- [c.79]

Постановка и подходы к решению задачи. Поскольку методы секвенирования позволяют получать большое число нуклеотидных последовательностей природных ДЖ за короткое время, возникает проблема быстрого выяснения функций расшифрованных первичных структур. Обычный экспериментальный путь включает в себя картирование информационной РНК, промоторов, сайтов сплайсинга и других регуляторных участков. В итоге возникает полная и точная картина структурно-функциональной организации данного участка ДЖ. Компьютерные методы не столь, точны, но быстрее приводят к результатам. [c.82]

Получение моноклональных антител к полипептидному продукту генетически охарактеризованной открытой рамки считывания (ОРС) открывает широкие возможности для иммунохи-мического и функционального анализа такого продукта. Этот метод сложнее, чем описанный в предыдущей главе метод получения поликлональных антител к продукту ОРС, и должен рассматриваться скорее как дополнительный, а не альтернативный подход. Общая схема получения и использования моноклональных антител приведена на рис. 6.1. Мы настоятельно рекомендуем каждому исследователю получать и поликлональные, и моноклональные антитела. Основные преимущества моноклональных антител, а именно возможность получения их в неограниченном масштабе и высокая специфичность, очень существенны в том случае, когда возникает необходимость в углубленном исследовании продукта ОРС, а не просто в его выявлении. Наличие моноклональных антител облегчает количественный анализ продукта ОРС и часто дает возможность быстро получать его в биологически активной форме. Специфичность моноклональных антител также может быть использована для тонкого картирования их участков связывания (эпитопы) па молекуле полипептида — продукта ОРС эта информация дополняется данными о способности антител усиливать или подавлять биологическую активность продукта ОРС. [c.171]

Таким образом, указанные типы активности требуют сиюминутных энергетических затрат, и сейчас существуют методы, которые используют это свойство для картирования распределения активности в мозге во время различных функциональных состояний. Этот метод был внедрен Л. Соколовым и его сотрудниками из Национальных институтов здоровья в нем используются особенности аналога глюкозы, 2-дезоксиглюкозы (2-ДГ), у которой при втором атоме углерода нет атома кислорода. Как показано на рис. 9.15, 2ДГ захватывается и фосфорилируется гексокиназой так же, как и глюкоза. Однако результирующий продукт, 2ДГ-6-Р, не является субстратом для фосфоглю-коизомеразы и не может участвовать далее в метаболическом цикле он накапливается в тканях. Соколов и его сотрудники рассудили, что, пометив 2-ДГ радиоактивным углеродом ( С) и введя ее в следовых количествах в организм животного, можно будет выявить места повышенного содержания С-2ДГ-6-Р, помещая срезы мозговой ткани на рентгеновскую пленку. Срезов можно сделать сколько угодно, так что картину активности, связанной с данным функциональным состоянием, можно картировать по всему мозгу. [c.232]

Голованов Е.И. Статистические методы электронномикроскопического картирования и математического моделирования функциональных сигналов генома. Дис.. . канд. ф.-м. наук. М.,1987.124с. [c.243]

Несомненным достижением в работе С. Бензера была разработка метода перекрывающихся делеций для внутригенного картирования, благодаря которому стало возможным насыщать генетическую карту мутациями. Он впервые перевел величины, измеряемые в генетическом анализе, в молекулярную размерность сопоставил их с мономерами молекулы ДНК. Итогом этой работы было разрешение кажущихся противоречий между критериями аллелизма. Стала очевидной их относительность, особенно в отношении рекомбинационного критерия аллелизма. Функциональный же критерий аллелизма сохраняет свою ценность с учетом возможности межаллельной комплементации (см. гл. 2), т. е. он также относителен и в строгом смысле должен применяться на достаточно большом статистическом материале. В дальнейшем будет показано, что относительность функционального критерия аллелизма выражается не только в случае комплементарности аллельных мутаций, но и в случае некомплементар-ности мутаций разных генов в оперонах (см. гл. 16). Таким образом, от моргановских представлений об однозначном соответствии результатов разных тестов (рекомбинационного и функционального) на аллелизм мы приходим к пониманию их относительности и необходимости комплексного применения. [c.380]

Делецией называют потерю части нуклеотидов в геноме организма. Такой вид мутаций удобнее всего использовать для локализации (картирования) функционально значимых участков в генах и кодируемых этими генами белках. Действительно, последовательное удаление все новых и новых участков ДНК на границах генов с помощью делеций оказалось исключительно плодотворным в обнаружении регуляторных элементов генов, исследовании их структурно-функциональных особенностей, взаимного расположения и влияния друг на друга. В то же время укорочение полипептидных цепей белков путем введения делеций в их гены дает возможность получать мини-белки и мини-ферменты для струк-турно-функциональных исследований и биотехнологии. Простой и эффективный метод создания делеций любого размера разработан с использованием экзонуклеазы Ва131 [15]. Метод позволяет удалять нуклеотиды в окрестностях сайтов рестрикции (рис. 32). [c.287]

Современная геномика была бы невозможной без развития систем клонирования крупных фрагментов генома в специальных векторах, способных реплицироваться в клетках вместе со встроенными в них фрагментами. К таким векторам относятся, в частности, искусственные дрожжевые хромосомы (YA ), появление которых стало возможным благодаря развитию молекулярной генетики дрожжей. В результате их появления геном удалось разбить на фрагменты длиной примерно 10 пар оснований, которые в составе YA находятся в библиотеках генов. Каждый фрагмент в этой библиотеке картирован, т.е. приписан к определенному участку хромосом. Это создает предпосылки для быстрого выделения нужного фрагмента генома для работы in vitro как для структурного, так и для функционального анализа. Наличие библиотек фрагментов лежит в основе определения первичной структуры всего генома. [c.7]

Проект Хромосома 19 в рамках программы Геном человека предполагал осуществить картирование, секвенирование и изучение роли функционально-значимых некодирующих последовательностей. В дополнение к ко-смидной и кДНК-вой клонотекам хромосомы 19 была создана частичная клонотека протяженных фрагментов ДНК в искусственных хромосомах дрожжей. [c.73]

Клонирование дрожжевых EN-областей. С помощью детального генетического картирования хромосом S. erevisiae выявлены некоторые гены, расположенные очень близко к центромерам. Например. ген МЕТЫ, необходимый для биосинтеза метионина, тесно сцеплен с центромерой хромосомы 11 ( fiVll). Такое сцепление позволило провести клонирование самой центромерной последовательности. С помощью дрожжевого синтетического плазмидного вектора была создана библиотека геномных последовательностей дрожжей, а затем выделена колония, содержащая плазмидный вектор с геном MfT 14 (рис. 9.49). По данным генетического анализа, эта плазмида, по-видимому, содержит также и функциональную центромеру, поскольку она стабильно сохраняется в дрожжевых клетках, число ее копий ограничивается одной плазмидой на клетку и она сегрегирует при митозе и мейозе как истинная мини-хромосома . Путем [c.210]

Помимо задачи картирования генов и установления их структуры, программа Геном человека ставит цель определить структурно-функциональную взаимосвязь генов. Для решения этой задачи используются совершенно новые подходы, которые просто невозможно было представить себе несколько лет на зад. Так, по дефектному ферменту, который является причиной наследственного заболевания, зная последовательность аминокислот в его составе, можно искусственно синтезировать информационную РНК, а затем соответствующий участок ДНК, идентифицировать его на хромосомной карте, выделить нативный ген и клонировать его вне организма, чтобы установить, в чем причина образования дефектного фермента. Таким способом были изучены гены дистрофии Дюше-на, рака молочной железы, мутантной фенилаланингидроксилазы, являющейся причиной наследственной фенилкетонурии, и ряда других генов. [c.73]

Требования к уровню функциональной чистоты препаратов рестриктаз, используемых в опытах по определению их субстратной специфичности, далеко не одинаковы и диктуются заданной глубиной исследования этой характеристики. В случае применения рестриктаз в качестве аналитических реагентов качество препаратов, в зависимости от сферы применения, тоже может варьировать. В опытах по физическому картированию допустимо использование ферментов, содержащих в качестве примесей нелимитированное количество фосфатаз. Уровень присутствия неспецифических нуклеад ограничивается та- [c.141]

Несмотря на общность приведенных выше схем очистки многих рестриктаз, она является в большей степени кажущейся, чем действительной. Это связано с тем, что в каждом конкретном случае необходим индивидуальный подход, выражающийся в подборе условий проведения той или иной стадии и выборе последовательности их применения. Вместе с тем по ходу развития работ по очистке рестриктаз выявилась тенденция создания именно унифицированных (универсальных) схем, пригодных для выделения многих рестриктаз без предварительного подбора условий проведения отдельных стадий и их последовательности. Иначе говоря, по тем или иным соображениям выбирается схема и проверяется ее пригодность для очистки ряда рестриктаз. Первыми этот подход реализовали Бикл с соавт. [43]. Их схема включала обработку бесклеточного экстракта ПЭИ в присутствии 0,1 М Na l, последующее высаливание белков 70% насыщением раствора сернокислым аммонием, диализ и хроматографическое фракционирование на ГС (градиентная элюция 0,0—1 М Na l). Применение такой процедуры, согласно утверждению авторов, позволило получить препараты большинства из 16-ти исследованных рестриктаз, по уровню функциональной чистоты пригодные для опытов по физическому картированию, а в некоторых случаях и для секвени-рования ДНК. [c.159]

Обшие принципы построения геномов и их структурно-функциональную организацию изучает геномика, которая проводит секвенирование, картирование и идентификацию функций генов и внегенных элементов. Методы геномики направлены на расшифровку новых закономерностей биологических систем и процессов. Геномика человека является основой молекулярной медицины и имеет важнейшее значение для разработки методов диагностики, лечения и профилактики наследственных и ненаследственных болезней. Для медицины первостепенное значение имеют исследования в области геномики патогенных микроорганизмов, поскольку они проливают свет на природу инфекционного процесса и создание лекарств, направленных на специфические мишени бактерий. [c.17]

Только подробное исследование структурно-функциональной организации генома ортопоксвирусов, а также других членов семейства Poxviridae позволит выявить гены, контролирующие свойства патогенности и детерминирующие круг хозяев вирусов, установить эволюционные взаимосвязи поксвирусов и границы изменчивости их конкретных генов. Поэтому большие усилия исследователей направлены на картирование генов данных вирусов и определение их функций. Приоритет в секвенировании и анализе структурно-функциональной организации полных геномов вирусов натуральной оспы, оспы обезьян и оспы коров принадлежит группе исследователей Государственного наз ного центра вирусологии и биотехнологии Вектор , руководимой С. Н. Щелкуновым. [c.390]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология