Генетическое сцепление

Генетическое сцепление и картирование генов [c.444]

Обнаружение и оценка генетического сцепления у человека [c.446]

Карта генетического сцепления генома человека [c.218]

Ф и г. 122. Определение генетического сцепления по частоте кроссинговера в бактериальной конъюгации. [c.243]

До появления в начале 1980-х гг. технологии рекомбинантных ДНК обнаружение и оценка генетического сцепления у человека представляли собой сложную и очень трудоемкую процедуру, которая к тому же обычно оказывалась безуспешной. При этом исследователи сталкивались с целым рядом проблем. Во-первых, генетический статус родителей обычно бывает неизвестен, что затрудняет разграничение рекомбинантных и нерекомбинантных потомков. Во-вторых, немногочисленность большинства семей снижает статистическую достоверность полученных результатов. [c.446]

В этой главе мы даем обзор основных принципов, на основе которых планируется изучение генетического сцепления у человека в случаях, когда возникают указанные осложнения. Акцент будет сделан на практических вопросах отбора семей с целью максимизации вероятности обнаружения сцепления. Мы не будем подробно останавливаться на вычислительных и чисто алгебраических аспектах такого анализа. (Более полную информацию по этим вопросам см. в работах [22—24].) Необходимо заметить, что оптимальное планирование анализа сцепления существенно зависит от точности модели наследования заболевания (степени пенетрантности, числа независимых локусов, природы генетических взаимодействий, частоты фенокопий, частоты семей с несколькими поражениями и т. п.), а это не часто бывает известно заранее. Если генетика в действительности очень сложна (например, если болезнь может быть вызвана мутацией в любом из 100 возможных локусов), анализ сцепления явно будет неуспешным. Поэтому выбор плана зависит в определенной степени от знания возможных осложнений. Заметим, что точное планирование значительно увеличивает мощь анализа сцепления при изучении заболеваний со сложным типом наследования. [c.216]

В принципе при полном генетическом сцеплении все гены любой хромосомы должны передаваться в половые клетки в виде неразделимых блоков, не образуя в процессе мейоза новых генетических комбинаций на хромосомах (рис. 20.6). Однако в больщинстве случаев сцепление является неполным. При мейозе происходит обмен (рекомбинация, кроссовер) между генными сайтами (локусами), и создаются новые комбинации генов (рис. 20.7). Поскольку [c.445]

Появившиеся в последнее время методы позволяют составлять подробные карты очень больших геномов. Есть две категории карт 1. Физические карты, основывающиеся на строении молекул ДНК, составляющих каждую хромосому. Сюда относятся рестрикционные карты и систематизированные библиотеки клонов геномной ДНК. 2. Карты генетического сцепления их строят, основываясь на частоте совместной передачи потомству двух или нескольких признаков - генетических маркеров, различных у отца и матери и приписываемых определенному участку хромосомы. В качестве маркеров издавна принято использовать те гены, экспрессия которых обнаруживается по их эффекту (таковы, в частности, гены, вызывающие генетические болезни, например мышечную дистрофию). Разработанные сравнительно недавно новые методы с применением рекомбинантной ДНК дали возможность использовать в качестве генетических маркеров короткие последовательности ДНК, содержащие один из сайтов рестрикции и различающиеся у отдельных индивидуумов, такие последовательности особенно удобны для генетического картирования, потому что под действием рестрикционной нуклеазы возникают фрагменты, различающиеся по своей длине, и этот полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ) легко может быть выявлен блот-анализом по Саузерну с помощью подходящего ДНК-зонда (рис. 5-90). [c.342]

Работа с количественными признаками затрудняется не только тем, что они определяются большим числом генов, но и явлением генетического сцепления. Часто в одной и той же хромосоме находится серия разных генов, из которых одни оказывают положительное влияние на развитие данного при- [c.113]

Теперь можно сравнить генетическое сцепление, выведенное на основании вышеупомянутого рекомбинационного анализа, с временными расстояниями, ранее установленными на основании кинетики переноса, приведенной на фиг. 110. В частности, можно видеть, что два локуса, la и риг, с одной стороны, отделимы кроссинговером с вероятностью, составляющей 22%, и, с другой стороны, разница во времени переноса их составляет 1 мин. Следовательно, 22"o сцепленной передачи соответствует 1 мин переноса. Так как для переноса всей хромосомы требуется примерно 100 мин и так как геном Е. соН представлен кольцевой молекулой ДНК, содержащей 3-10 нуклеотидных пар, можно рассчитать, что вероятность кроссинговера на пару нуклеотидных оснований составляет 22" х X 100(1-З-10 ) = 0,007%. [c.243]

Морган предположил, что причина генетического сцепления факторов-это просто механический результат их локализации в одной хромосоме . Он предположил также, что образование генетических рекомбинантов можно отождествить с процессом кроссинговера, наблюдаемого в мейозе. В раннем мейозе, на стадии, когда четыре копии каждой хромосомы представлены в виде бивалента, между близко расположенными (конъюгировавшими) гомологичными парами происходит попарный перекрест генетического материала, названный хиазмой. Этот процесс схематически изображен на рис. 1.9. [c.14]

Если вероятность образования хиазмы между двумя точками в хромосоме зависит от расстояния между ними, гены, расположенные ближе друг к другу, будут наследоваться вместе. По мере увеличения расстояния между двумя генами возрастает и вероятность кроссинговера между ними. Таким образом, если рекомбинация обусловлена кроссинговером, гены, находящиеся близко друг к другу, должны быть тесно сцеплены, причем генетическое сцепление будет уменьщаться по мере физического удаления. И наоборот, генетическое сцепление можно использовать как меру физического расстояния. [c.15]

Таким образом, используя один зонд, можно одновременно наблюдать за наследованием большого количества аллелей. Эволюционная нестабильность, вследствие которой эти последовательности гипервариабельны, не настолько велика, чтобы затруднить сегрегационный анализ, поэтому метод геномной дактилоскопии может быть применен при изучении генетического сцепления [16]. Индивидуальный характер гибридизационной картины позволяет использовать метод в судебной медицине и применять его в качестве инструмента, с помощью которого с высокой степенью достоверности могут быть уточнены структуры родословных. [c.192]

Использование метода геномной дактилоскопии в анализе генетического сцепления [c.204]

Отметим несколько важных моментов, касающихся генетического сцепления и картирования генов. Во-первых, чтобы можно было оценить частоту новых генетических комбинаций (рекомбинантов), один из родителей должен быть гетерозиготен как минимум по двум локу-сам АВ/аЬ или АЬ/аВ). Во-вторых, дигетерози-готные генотипы должны существовать в двух конфигурациях (фазах). Если два сцепленных гена на каждой из хромосом представлены одним типом аллелей (т. е. оба доминантные, АВ, или оба рецессивные, аЬ), то такую конфигурацию называют фазой сцепления (г г/с-фазой). Если же два сцепленных гена на каждой хромосоме представлены разными типами аллелей (т. е. один доминантный, а другой рецессивный, аВ или АЬ), то конфигурацию называют фазой отталкивания (/и/)анс-фазой). В-третьих, рекомбинация между двумя генами происходит независимо от их фазы. С точки зрения генетики рекомбинация между генами, находящимися в дигомозиготном состоянии (т. е. АЬ/АЬ или АВ/АВ), не приводит к появлению новой генетической комбинации, и поэтому, даже если подобная рекомбинация происходит, ее невозможно обнаружить. В-четвертых, частота рекомбинации 0% означает полное сцепление, а 50% - что гены расположены либо на разных хромосомах, либо на одной хромосоме, но удалены друг от друга слищком далеко для выявления сцепления. Для рещения проблемы картирования двух сильно удаленных генов, расположенных на одной хромосоме, необходимо картировать гены, лежащие между ними, что позволит определить, образуют ли все они одну группу сцепления. [c.446]

Некоторые из намеченных на период 1990-1995 гг. задач той части HGP, которая выполняется в США, в 1993 г. были пересмотрены это связано с быстрым прогрессом в генетическом картировании благодаря внедрению мик-росателлитных полиморфных маркеров и построению практически полных физических карт. К 1996 г. удалось решить несколько вновь поставленных задач. Например, в 1994 г. была опубликована карта (генетического) сцепления человека, которая содержала 5826 локусов, охватывающих 4000 сМ. Хотя только для 908 локусов шансы сцепления составили больше 1000 1, ко- [c.477]

Ранее в этой главе было показано, что попытки построить генетическую карту Е. соИ на основе сцепленного наследования селектируемых и неселектируемых признаков в скрещиваниях X F встретили серьезные затруднения по причинам, вполне теперь ясным, поскольку генетический вклад родительского донора в зиготу не является полным. Следовательно, необходимым условием для сцепленного проявления любых двух донорных генов в рекомбинанте является их совместный перенос в F -клетку до того, как конъюгационный процесс будет прерван. Одиако такой совместный перенос — условие недостаточное, так как, даже если в меро-зиготе присутствуют оба гена, нет гарантии в том, что они будут совместно интегрированы в последующем процессе рекомбинации. Вероятность совместной интеграции для двух генов увеличивается при близком расположении соответствующих им нуклеотидных последовательностей на перенесенной молекуле донорной ДНК, или их генетическом сцеплении. После установления этих общих принципов стало возможным построение генетической карты, основанной на относительных частотах рекомбинации. [c.242]

Как видно из фиг. 178 А и В), использование в этом опыте в качестве донора дикого типа Тгр" должно привести к появлению значительно большего числа трансдуктантов Тгр , чем в том случае, когда донором будет взят любой из ауксотрофов Тгр". В этом последнем случае частота трансдуктантов Тгр будет тем меньше, чем теснее сцеплены мутантные локусы донора и реципиента. Однако трансдуцирующая способность различных препаратов фага Р1 сильно варьирует, и на основании абсолютных частот трудно установить точный характер сцепления. Поэтому для нормирования этих частот в соответствии с трансдуцирующей способностью различных препаратов фага Р1 в опыт была введена трансдукция по очень отдаленному гену his, который все донорные штаммы должны передавать с одинаковой эффективностью. Результаты такого опыта представлены в табл. 22, где частоты трансдукции маркера Тгр выражены в виде процентного отношения числа трансдуктантов Тгр и His , полученных в каждом данном заражении определенным препаратом фага Р1. Во-первых, видно, что эффективность донора дикого типа Trp Hi.s составляет 187%. (По не понятным до сих пор причинам фаг Р1 трансдуцирует гены trp несколько более эффективно, чем гены his.) Во-вторых, как и предполагалось, нормированная частота трансдуктантов Тгр значительно ниже в случае ауксотрофных доноров Тгр", чем в случае донора дикого типа, что свидетельствует об очень тесном генетическом сцеплении этих двух неидентичных мутантных участков внутри гена trpB. И в-третьих, как можно было предвидеть, трансдуктанты Тгр вообще не образуются, если и донорная и реципиентная бактерии содержат одну и ту же мутацию. И наконец, в-четвертых, на основании приведенных частот трансдуктантов можно заключить, что рассматриваемые мутации располагаются внутри гена trpB в следующем порядке В2—В1—ВЗ. Соответствующая генетическая карта изображена на фиг. 180. [c.364]

Рис. 5-91. Анализ генетического сцепления выявляет совместную передачу потомству какого-либо гена, обусловливающего у человека специфический фенотип (в данном случае - определенную болезнь), и соседнего ПДРФ-маркера Такой анализ дает возможность клонировать

На противоположном конце спектра работают методы генетики соматических клеток, гибридизация in situ, анализ генетического сцепления их разрешающая способность ограничена 1000—5000 т. п. и. И наконец, середине щкалы соответствуют три метода, позволяющие использовать данные картирования для поиска специфических молекулярных нарушений. Это пульс-электрофорез [6—И], прыжки по хромосоме [3—5] и клонирование в клетках дрожжей [12]. [c.97]

Изучение большинства наследственных заболеваний шло именно таким путем. В некоторых случаях хромосомная локализация интересуюш,его гена устанавливается достаточно легко. Это бывает, если у индивидов с аберрантным фенохипом наблюдаются устойчивые аномалии определенной области хромосомы (к примеру, 13д14 делеции при ретинобластоме). К сожалению, для большинства наследственных заболеваний такая благоприятная в плане диагностики ситуация не характерна и для локализации гена необходимо проводить анализ генетического сцепления. [c.205]

Основы анализа генетического сцепления достаточно полно изложены в работе Отта [25]. Мы лишь суммируем здесь основные понятия анализа правдоподобия. [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология