Генетическое картирование

До недавнего времени мало было известно о локализации генов в хромосомах человека. Исключение составляли лишь признаки, сцепленные с полом (гл. 1, разд. В, 4), которые могут быть локализованы в Х-хромосомах. Ряд исследований, проведенных в последнее время, ознаменовались успехами и привели к систематическому картированию большого количества генов человека [169—171]. Наиболее важным оказался при этом метод слияния соматических клеток (дополнение 15-Д). Для слияния человеческих лимфоцитов с клетками грызунов часто используют инактивированный вирус Сендай, обладающий способностью вызывать сначала адгезию, а затем слияние клеток. Из гибридных клеток, полученных в результате слияния человеческих клеток с клетками мыши или хомяка, можно получить линии клеток, ядра в которых также сливаются. Хотя такие клетки могут размножаться, давая много поколений, тем не менее они склонны утрачивать при этом хромосомы, особенно те из них, которые ведут свое происхождение от клеток человека. Наблюдая за утратой определенных биохимических признаков, например некоторых ферментов, специфических для человека (которые могут быть отделены от ферментов хомяка методом электрофореза), можно установить наличие или отсутствие определенного гена в данной хромосоме. Очевидно, что для этого необходимо одновременно следить за потней хромосом на каждой стадии эксперимента. Новые методы окрашивания позволяют идентифицировать каждую из 26 пар хромосом человека. В настоящее время разрабатываются методы точного генетического картирования применительно к культуре клеток [171]. [c.268]

Генетическое картирование ставит своей конечной целью определение нуклеотидной последовательности гена и прилегающих к нему участков вплоть до соседних генов. Для этого нужно прежде всего выделить ДНК, соответствующую данному гену. Сначала это сделали на вирусах, у которых легко выделить всю геномную ДНК. С тех пор, однако, выделение любого типа клеточной ДНК стало почти общедоступной процедурой в том случае, если есть соответствующий белковый продукт (хотя при малом количестве белка выделение специфической ДНК может занять довольно много времени). [c.43]

Критическое значение для построения генных карт имеет тот факт, что расстояние между генами не зависит от использованных аллелей, а зависит только от положения генных локусов. Локус-это место в хромосоме, в котором находится ген данного признака. Все различные альтернативные формы гена, т.е. аллели, используемые при картировании, находятся в одном и том же локусе. Таким образом, генетическое картирование позволяет установить взаимную локализацию генных локусов, расположенных в хромосоме в определенном месте и в линейном порядке. В экспериментах по картированию один и тот же результат получается независимо от конкретной комбинации аллелей (рис. 1.8). Стертевант заключил, что его результаты служат новым доводом в пользу хромосомной теории наследственности, поскольку они убедительно показывают, по крайней мере математически, что исследуемые факторы расположены в виде линейных рядов . [c.15]

Рис. I. Масштабы разрешения методов молекулярного клонирования и генетического картирования.

Замечательное достижение последних лет состоит в установлении нуклеотидной последовательности ДНК Е. соН, в промоторно-оператор-ном участке /ас-оперона. Эта последовательность включает конец i-гена и начало 2-гена (рис. 15-4) [39]. Детальное генетическое картирование этой области позволило точно установить нуклеотидную последователь- [c.203]

ДНК с известными генетически картированными делециями и добавками (рис. 7.11). Такой гетеродуплексный анализ позволяет построить физическую карту параллельно с генетической картой на рис. 7.7. Поскольку известна общая длина молекулы ДНК X (она составляет около 49 ООО н. п.), можно определить примерную величину каждого гена. [c.213]

Ответ на этот вопрос можно получить, выделив большое число независимых мутаций в одном гене. Это означает, что каждый полученный мутант возник в результате отдельного мутационного события. Затем определяют сайт каждой мутации (обычно методом генетического картирования, но теперь часто и прямым анализом последовательности ДНК). Большинство мутаций распределяется по разным сайтам, но некоторые попадают в один и тот же сайт. Две независимо отобранные мутации могут возникнуть в результате одинаковых или различных изменений. В первом случае одно и то же мутационное [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]

В локусе ш идентифицированы потенциальные точечные мутации, которые могут не вызывать изменений в рестрикционной карте. Генетическое картирование по- [c.477]

Для установления относительной локализации индивидуальных кластеров внутри генетического локуса могут быть использованы различия в рестрикционных картах ДНК разных линий мыщей. (Заметим, что при этом рестрикционные различия используются как маркеры в генетическом картировании.) С помощью такого подхода было показано, что упомянутый выще кластер из 7 генов локализован в области Qa 2,3 другие гены обнаруживаются в области Т1а один аллель попадает в область Н2—L. Родство между этими генами указывает на то. [c.517]

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]

У низших эукариот, таких по крайней мере, как дрожжи, частота рекомбинации остается высокой, но у высших эукариот она резко снижается (в сто раз). Пока еще мы не располагаем достаточной информацией, чтобы оценить диапазон значений частоты рекомбинации для высших эукариот, но на двух примерах (плодовая мушка и домовая мышь) можно проиллюстрировать трудности, возникаюгцие при детальном генетическом картировании. Предположим, что ген плодовой мушки имеет длину в 5000 пар оснований. Это соответствует 0,01% рекомбинации (принимая, что 2,5-10 пар оснований соответствует 50% рекомбинации). Таким образом, чтобы обнаружить рекомбинацию между мутациями, локализованными на противоположных концах гена, нужно найти [c.43]

Вызывая изменения в гене, а следовательно, и в фенотипе, мутации служат генетическими маркерами, позволяющими не только идентифицировать ген, но также локализовать его на хромосоме, плазмиде или другой молекуле ДНК в клетке с помощью методов генетического картирования. [c.174]

Появление таких двойных пятен К. Штерн объяснил митотическим кроссинговером на стадии четырех хроматид на участке sn — центромера (рис. 7.9, А). Действительно, если такой обмен произойдет, то при расхождении хромосом в митозе в половине случаев (рис. 1.9, Б) должны образовываться двойные пятна. Частота митотического кроссинговера значительно ниже (на 2—3 порядка) мейотического. Тем не менее митотический, или соматический, кроссинговер также можно использовать для генетического картирования. [c.155]

Рис. 8.18. Генетическое картирование цосредством рекомбинационного анализа мерозигот, возникших в результате трансдукции. Отбор маркера ys, относительно которого известно, что он тесно сценлен с trp, позволяет выделить класс мерозигот, в которые из донорной клетки цона-дает участок ДНК, содержащий так-

Мутантные бактериофаги могут быть обнаружены различными способами, однако наиболее просто это можно сделать по внешнему виду образующихся пятен. Другой тип легко обнаруживаемых мутантов — это мутанты с нарушением специфичности к определенным штаммам бактерий-хозяев. Ключевым отк рытием, позволившим проводить генетическое картирование бактериофагов, явились данные о том, что внутри бактерии-хозяина может происходить генетическая рекомбинация между двумя частицами фага. Рекомбинация может быть проиллю-с рировака следующим Образом. Два разных мутантных штамма бак- [c.248]

Для того чтобы тонкое генетическое картирование можно было осуществить на практике, необходим еще один метод. Была составлена генетическая карта для ряда мутантных бактериофагов с делециями, захватывающими большие участки гена г11. С помощью этих мутантов можно было легко определить, в каком именно участке гена соответствующего мутанта находится данная мутация. Последующие эксперименты по рекомбинации с использованием предварительно идентифицированных мутаций позволяют уточнить локализацию мутации в ранее исследованном участке гена. Таким способом Бензеру удалось идентифицировать более 300 мутаций в гене гИ. Он пришел к выводу, что минимальное расстояние между двумя мутантными участками полностью согласуется со строением гена, предложенным Уотсоном и Криком. [c.250]

Проблема синтеза белка тесно связана с понятием генетического кода. Генетическая информация, закодированная в первичной структуре ДНК, еще в ядре переводится в нуклеотидную последовательность мРНК. Вопрос о том, каким образом эта информация передается на белковую молекулу, долго не был ясен. Первые указания на существование прямой линейной зависимости между структурой гена и его продуктом — белком можно найти у Ч. Яновского. В серии изящных опытов с применением методов генетического картирования и секвенирования он показал, что порядок изменений в структуре мутантного гена триптофансинтазы у Е. oli точно соответствует порядку изменений в аминокислотной последовательности молекулы белка-фермента. [c.520]

Для возникновения аллелей достаточно, чтобы два гомологичных гена различались всего одним нуклеотидом. Во многих случаях замена одного нуклеотида приводит к значительным различиям между продуктом измененного гена и нормальным белком. Однако множество однонуклеотидных замен не приводит к синтезу измененных генных продуктов, а кроме того, замены могут происходить в некодирующих областях ДНК и не приводить ни к каким последствиям. Такие безвредные замены, распределяясь по всей длине хромосомы, порождают полиморфные сайты (маркерные локусы, генетические маркеры), которые можно использовать для генетического картирования. Но сначала эти полиморфные сайты нужно обнаружить. [c.451]

Рис. 8.14. Генетическое картирование посредством рекомбинационного анализа мерозигот, возникающих в результате конъюгации. Отбирается дистальный маркер С. Расстояние на генетической карте между В к С определяется как умноженное на 100 отношение числа рекомбинантов ЬС к числу рекомбинантов С. Поскольку

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]

Эти вопросы связаны главным образом со структурой РНК. Не менее важны и интересны детали структуры ДНК. Выяснение первичной структуры ДНК должно дополнить информацию, поступающую из опытов по генетическому картированию, и привести к лучшему пониматпо реальной физической структуры "записанных" генетических инструкций. Вне всякого сомнснпя, именно структурные исследования должны принести ответы на такие вопросы, как избыточность генетической информации, NjexaHH3M репликации ДНК и синтеза РНК. Другая важная область - это возможность исправления генетических дефектов при помощи молекулярно-биологических методов. Совершенно очевидно, что реальная работа в этом направлении невозможна без детальной информации о последовательности оснований в ДНК. Надо надеяться, что решения об использовании методов такого рода будут приниматься с учетом возможности далеко идущих последствий. [c.13]

Общая рекомбинация, протекающая между гомологичными молекулами ДНК или гомологичными хроматидами в мейозе, широко обсуждалась при изложении материала предыдущих глав, поскольку это явление лежит в основе генетического картирования. Протекание рекомбинационных процессов между гомологичными ДНК характеризуется очень высокой точностью, обусловленной точным спариванием оснований нуклеотидных последовательностей, вступающих в рекомбинацию родительских цепей ДНК. [c.132]

Мутации, т. е. наследуемые изменения в генетическом материале, представляют собой важное биологическое явление. Будучи первоисточником всех биологических изменений, они наряду с механизмами переноса генов обусловливают генетическую изменчивость, поставляющую материал для эволюции. Мутации и индукция новых мутаций мутагенами представляют собой ценный инструмент в генетических и биохимических исследованиях. Во-первых, изменения, которые вызывает мутация в определенном гене, позволяют не только идентифицировать этот ген, но и точно указать его место в хромосоме с помощью метода генетического картирования. Во-вторых, анализ мутантных щтаммов, у которых нарущены различные этапы сложной цепи биохимических процессов, может вскрыть детали организации генетического и биохимического аппаратов. В-третьих, знание механизма действия различных мутагенов может помочь в установлении корреляций между мутагенным и канцерогенным действием множества факторов окружающей среды, таких, как химические агенты, радиоактивное излучение и другие физические факторы. [c.8]

Сборник, включающий описание экспериментов с бактериями, бактериофагами и грибами рода Aspergillus-, основу сборника составляют лекции, прочитанные в Хаммерсмитской клинике Лондона (Англия). Описываемые эксперименты охватывают щирокую область исследований — от флуктуационного теста с фагами до генетического картирования организмов рода Aspergillus. Составлен по пунктам в стиле лабораторного руководства. [c.62]

Одним из свойств последовательностей-вставок (IS-элементов) и транспонируемых элементов, обусловливающих устойчивость к лекарственным препаратам, является их способность вызывать образование делеций (и других перестроек) (Kle kner et al., 1979 Ross et al., 1979). Исходя из этого свойства, можно получать набор делеций в интересующей области. Налйчие таких делеций можно использовать для генетического картирования, а также просто применять в качестве стабильных (неревер-тирующих) генетических маркеров при отборе. [c.28]

Физические карты хромосом ценны в сочетании с их генетическими картами. Ранее генетическое картирование было возможно лишь в случаях, когда гены обладали легко определяемым фенотипом, что достаточно редко. Существенно расширило возможности генетического картирования введение в практику метода, основанного на явлении полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ). Это явление вызвано наличием в геномах индивидуальных особей множественных структурных различий. [c.294]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология