В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 95
Текст из файла (страница 95)
В настоящее время, всвязи с успехами программы по секвенированию генома че ловека, для многих районов генома человека имеются полные или частичные после довательности ДН К. Таким образом, отпадает необходимость в построении физиче ской карты кандидатной области, что сильно упрощает поиск позиционных генов кандидатов. Первый этап исследования по генетическому картированию заболевания вкладе чает формирование выборки семей с сегрегацией заболевания в нескольких ~ юколс ниях. Объем этой выборки зависит от размера семей и информатишюсти родослов Оллт П М~кмяккекин и пегиикп ных, плотности раснрслелспнн Д11К-маркеров нзу кюмого хромосомного региона, а также сто размера.
11окизш ах по лля кар гировш ~ив моноге~ них о заболевания, не сцепленного с полом, при анализе одной большой семьи с сегрегацией заболевания в нескольких поколениях обычно достаточно набора из 300 микросателлитных маркеров, распределенных но геному с интервалом — 10 сМ. Наборы с числом маркеров от 300 до 600 используются для анализа выборок, состоящих из нескольких небольших семей. Анализ генетического сцепления проводится на основании частоты совместной передачи потомству двух или нескольких признаков — генетических маркеров, одним из которых может являться наследственное заболевание, а вторым — опре- деленныйаллельполиморфноголокусаДНК. Чемближедругкдругурасполагаются генетические маркеры в пределах одной хромосомы, тем больше вероятность того, что они не будут ре комбинировать и передадугся потомству совместно.
Для небольших родословных и небольшого количества семей совмеспюе наследование может быть просто случайным событием, но при большом количестве проанализированньгх мейозов вероятность такого случайного совпадения становится очень незначительной. Скрининг семей на совместное наследование заболевания и аллелей полиморфных маркеров, распределенных по геному, позволяет выявить маркеры, сцепленные с геном заболевания.
Гекевикеское рагсвояние между двумя локусами рассчитывается, исходя из частоты рекомбинаций между ними на один мейоз. При анализе сцепления важно различать фактическую рекомби нацию маркеров и кросси нговер хромосом, в результате которого рекомбинация может наступить. Лишь нечетное количество кроссинговеров приводит к рекомбинации, то есть к расхождению признаков. Однако с частотой рекомбинаций между локусами не слишком удобно работать, поскольку это неаддити вная величина, которая не может быть больше 0 5. Аддити аной величиной является генетическое расстояние (вар Йзгаисе), равное среднему количеству кроссинговеров между двумя точками на один мейоз.
Генетическое расстояние удобно использовать при построении карт сцепления и выборе маркеров для анализа сцепления. Учитывая то обстоятельство, что маркер и исследуемый признак могут быть сцеплены не абсолютно, мы должны предполагать существование определенной частоты рекомбинаций между ними 10). С математической точки зрения локусы не сцеплены, если О = 0,5, и сцеплены, если О < 0,5. Для количественного анализа сцепления используется величина, называемая Гог)-баллом (от англ.!оя оддг — логарифм шансов). Расчет величины 1 о6-балла проводят исходя из правдоподобия двух событий: ° наличие данного распределения двух признаков в семье Р при условии, что их локусы сцеплены 10 < О < 1/2). ° наличие данного распределения аллелей двух признаков в семье Р при условии, что их покусы не сцеплены (О = 1(2) Величина Гог)-балла представляет десятичный логарифм отношения правдоподобий данных гипотез и определяется по формуле: Р(Р ~ О) (1) Р(Р ! 11('2) где Р(Р ~ О) — правдоподобие первой гипотезы, а Р(Р/1(2) — правдоподобие второй ги- потезы.
Гйппп Гп Пп, лмгплппиипглпли пптплогин чллиллпл ~ По определению, (2) г 0 =- —, и' гле г — наблюдаемое число рекомбинаци й, а и — число информативных мейозов Правдоподобие каждой из гипотез рассчитывается по формулам: (3) и тогда: (4) Р(Г)1/2) = 0,5"; (5) Реально расчет Еод-балла проводится для различных значений О с заданнгям "" гом (например, О = 0,01; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40). Значения г и и определякпся лля каждого маркера из анализа наследования его аллелей в изучаемой семье. Преимушество использования логарифмов вместо самого отношения правло~- юлоби состоит в том, что дает возможность суммировать 1хк(-баалы, получен ™е лл" ~ юскольких семей с одним и тем же наследственным заболеванием.
Положительная величина означает, что гипотеза о сцеплении с данным О яшикгг ся более вероятной, чем отсутствие сцепления, а отрицательная — наобор~~ Из 9 Р мулы (1) следует, что величина Ьх(-балла возрастает с увеличением числите"" те гк Роятности того, что два исследуемых маркера наследуются совместно. Согласно принципу наибольшего правдоподобия, наилучшей оценкой для Ре'"и |юй частоты рекомби наций будет О, при котороИ достигается максимальная "шшч" ~ га Еод-балла. Таким образом, в результате такого рода анализа получаютс" Лис вели чины: О, характеризующая степень генетического сцепления между маркерами 1.од, характеризующий определенность, надежность вывода о наличии или "тсую" вин сцепления.
Обычно величина х. > 3 рассматривается как доказательство сивиле - ~ивя (вероятность сцепления между двумя маркерами в 1000 раз больше, чем вероятность их независимой сегрегации). Эта величина выбрана не случайно, и определи ется в первую очередь размером генома человека. Упрощенно критериИ Локажпсль ства сцепления Х >3 можно обьяснить следующим образом. Поскольку Ра~м~р шпо ма составляет 3300 сМ, в нем существует 66 псевдонезависимых локусов, уда" ш " '"'" лруг от друга на 50 сМ, и наследуемых независимо Для достижения 95%-Ой ЛОСтп верности сцепления необходимо иметьдвадцатикратныИ запас по количесгву'гаки" точек, т е.
около 1300 локусов Десятичный логарифм данной величины Равен 3 2 1' ким образом, Х > 3 гарантирует с высокой достоверностью, что обнаруженное сцен ление не случайно. При десятикратном увеличении размера генома для до ги| пч1ь ства сцеплении потребовалась бы величина Х > 4, а при соответствукипем уме1н п1ении — достаточна была бы меньшая неличными х.. Величина Х ч — 2 обы пю Рассмат Члпль I/. Медяяяяехая генетика ривается как доказательство отсутствия спешки ~ив (отсуштвие сцепления в 100 раз более вероятно, чем его наличие) и не зависит от размеров изучаемого генома, Значение О, при которой достигается максимальное значение ) од-балла, может служить оценкой генетического расстояния между двумя сцепленными маркерами.
Зависимосп между вероятностью рекомбинации О и генетическим расстоянием сил ь но отличается от линейной завис и мости при О -~ О, 5. Для вычисления ге нети ческого расстояния между двумя маркерами, исходя из числа наблюдаемых между ними рекомби наций, используется формула Косамби: 1ч-20 Х = 1/4 1и (6) 1 — 20 где Х вЂ” генетическое расстояние в сМ, а Π— доля рекомбинаций.
При значениях О < 0.10 вероятность двойных кроссинговеров между двумя исследуемыми локусами очень мала, и генетическое расстояние можно принять равным рекомбинантной фракции: Х = О. В настояшее время вычисление )хх)-баллов полносп,ю автоматизировано. Программа 1.)БЕКАСŠ— пакет компьютерных программ, который дает оценки максимального правдоподобия параметров сцепления на основании всех данных о родословной.
Эта программа вычисляет наиболее вероятные гаплотипы членов родослгяя юй и использует эти данные для вычисления наиболее вероятной частоты рекомбинации. Программа 1.1)х)КОЕ стала стандартным инструментом при изучении пл астического сцепления у человека. Наряду с изложенной классической схемой геномного скрининга сушествуют и лругие варианты анализа сцепления. Выбор стратегии поиска генетического сцепленияя зависит от изучаемого заболевания, от структуры и количества семей, доступных лля анализа.
Классическая схема полногеномного скрипи ига имеет ряд ограничений в своем применении. Прежде всего, она плохо применима к генетически гетерогеннымм заболеваниям. Осушествление картирования такого заболевания, представляет собой серьезную проблему, поскольку сцепление с определенным локусом, которое набл юдается в одних семьях, может отсутствовать в других, приводя к отри цател ь ному суммарному значению )хх)-балла и последуюшему ложному исключению данного покуса из дальнейшего анализа.
Один из возможных способов преодоления сложностей картирования, обусловленных генетической гетерогенностью, заключается в выявлении диагностического признака (или группы признаков), по которым различные генетические формы четко отличаются. К сожалению, в большинстве случаев такие клинические признаки выявить не удается. Стандартный подход при проведении картирования локусов генетически гетерогенных заболеваний заключается в выборе семей с четко определенным клиническим фенотипом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
