Айала, Кайгер - Современная генетика - т.2 (947305), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Буквой А помечены положения А1и-повто- ров — последовательностей, повторенных в ге- номе человека около 300000 раз. (По Валет О. А., Р)аней Д. В., е4л., 1982. Пепоте Ечо1ибоп Асйдет)с Ргелй, 1лтпсоп, р. 337) Экспрессия генетического материала 294 жит три функциональных гена; а1, а2 и ~, которые кодируют два белка, а и ~. И в этом случае получается то же соотношение — 15000 и.
н. на индивидуальный белок. Если принять эту цифру за среднее количество ДНК человеческого генома, приходящееся на один белок, то можно заключить, что гаплоидный геном кодирует 2 1О: 1,5 !О = 130000 индивидуальных полипептидов. Число различных структурных генов может быть несколько меньше в том случае, если средний уровень повторяемости по геному в целом окажется выше, чем у генов глобинового семейства. Картирование десятков тысяч генов представляет собой чрезвычайно грудную задачу, хотя ее и облегчает то, что некоторые гены собраны в группы, так называемые кластеры. Кластеризованное расположение имеют гены глобинов, белков главного комплекса гистосовместимости, иммуиоглобулинов. Трудности изучения генетики человека обусловлены тем, что анализируемое потомство малочисленно, поколения сменяются медленно, а подбор пар, естественно, не поддается планированию.
Задача картировання человеческого генома оказалась существенно облегченной благодаря освоению методов работы с соматическими клетками. 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 покусов. Хромосомная локализация аутосомных генов была впервые проведена в !968 году. Определено расположение локуса, кодируюшего антигены групп крови Даффи, которые, подобно антигенам группы АВО и другим антигеиам крови, находятся иа 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 И!г 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 Е!г, 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. Гибридизация клеток в культуре В 1960 г. было показано, что при совместном культивировании клеток двух различных линий они могут сливаться, образуя гибриды, содержащие геномы обеих родительских форм.
Первые гибридные клетки были полученга при слиянии культивируемых клеток разных линий мышей. Кроме внутривидовых получены и межвидовые гибрцды, например, 295 !8. Генетика соматических клеток: картирокание генома А между клетками человека и мыши, мыши и хомячка и даже мыши и цыпленка. Образование гибридных клеток происходит гораздо чаще, если в культуру добавлены некоторые вещества, например полиэтиленгликоль или инактивированные вирусы. Для этой цели часто используют вирус Сендай. У вирусов обычно имеются один и более специфических участков, благодаря которым они могут связываться с рецепторами клетки-хозяина.
На поверхности вируса Сендай таких участков несколько. Таким образом, одна вирусная частица способна образовать мостик, соединившись сразу с двумя клетками. Вследствие очень малого размера вирусной частицы клетки окажутся чрезвычайно тесно сближены. При этом может произойти слияние плазматических мембран клеток и образоваться дикарион-клетка с двумя ядрами (рис. ! 84). Затем ядра Рис.
18.4. Дикарион, образовавшийся при слиянии двух клеток. Родитель- ские клетки относятся к двум ли- ниям фибробластов: ТЯП и 8ЛЭ. Первые взятм от больного амавро- тической идиотией (синдром Тэя— Сакса), Ядро такой клетки окрашено черным, что отражает включение ра- диоактивного 'Н-тимидина. Фибро- бласты линии Я)э взяты у больного с синдромом Сзндхофа — Яцкевича. Неслившиеся клетки двух родитель- ских линий показаны вверху, дика- риои, образовавшийся после обра- ботки вирусом Сендай,-внизу.
(По Кагаггу М.С. ег а)., 1976. Аш. у. Ншп. Пенес, 28, 143 — 154.) 29б © Свяк аркен Прехиферацяя гаер це а селективная среце ь,'", лхг' л л Гябршвня каловяя П! также могут слиться с образованием синкариона, содержащего хромо, сомы обоих родителей. По непонятным причинам в течение нескольких первых делений гибридной клетки происходит быстрая потеря хромосом одного из объединяемых видев. У клеточных гибридов мышь — хомячок происходит утрата хромосом мыши.
У гибридов клеток мыши и человека утрачиваются хромосомы человека. Обычно через 30 поколений гибридная клеточная линия мышь — человек содержит полный хромосомный набор мыши и тольхо семь человеческих хромосом. Эта цифра является средней, некоторые клетки содержат только одну-две пары человеческих хромосом, тогда как другие — до 20 (рнс. 18.5). Одна клеточная линия, хромосомы которой утрачиваются после слияния, называется доиорлой, а другая-рецилиентиой.
Рис. 18.5. Получение гибридной клеточной линии человек — грызун. Человеческие клетки, в данном случае лей- коциты, смешиваются с клетками выбранной линии грызуна в при- сутствии вируса Сен- дай. Сначала форми- руются клетки с двумя ядрами, дикарноны. При слиянии ядер образуются одно- ядерные гибридные клетки, синкарионы.
Если клетки переносят- ся на селектнвиую сре- ду, то вырастают только гибридные ли- нии. Например, если реципиентная линия клеток грызуна несет ауксотрофность по глицину, используют селективную среду, не содержашую этой ами- нокислоты. Неслившие- ся лейкоциты человека также неспособны про- лиферировать в куль- туре клеток. Каждан выросшая колония кле- ток содержит полный геном реципиентной клеточной линии гры- зуна и несколько до- норских хромосом че- ловека.
Экспрессия генетического материала Клетка человека Вяууе Клетка грызуна Гявряяяаз кежжяя 1 Гябрзнзвя кслеввя И 18. Генетика соматических клеток: карт«рова«не генома 297 Таблица !8.!. Схема, иллюстрирующая процесс соотнесения генов и хромосом человека; «+» н «-» отражают присутствие или отсутствие исследуемого фермента (верхние три ряда) нли хромосомы (ннжнне четыре ряда) Гнбрнлные линии клеток 1 и Ш 1Ч 'к' Щ Экспрессирующнесн гены ГЭНА 6А!.К ТК Присутствующие хромосомы 1! 15 16 17 Вариабельность потери хромосом человека у клеточных гибридов мышь — человек облегчает картирование человеческих генов.
Для картирования генов мыши используют клеточные гибриды мышь — хомячок. Если присутствие продукта изучаемого гена коррелирует с наличием какой-либо одной хромосомы в гибриде, то этот ген, скорее всего, локализован в этой хромосоме. Должны соблюдаться два условия. Вопервых, исследуемый признак, кодируемый хромосомами человека, должен четко (на клеточном уровне) отличаться от аналогичного признака мыши. Например, исследуемая линия клеток человека содержит мутантную лактатдегидрогеназу А (ЬРН-А).
Этот фермент отличается от белка, кодируемого соответствующим мышиным геном. Эти две формы ле~ко разделяются при гель-электрофорезе. Второе условие, необходимое для картирования,— возможность идентификации данной человеческой хромосомы, присутствующей в исследуемой клеточной линии. Способ отнесения изучаемого локуса к определенной хромосоме проиллюстрирован данными табл. !8.!. Лактатдегидрогеназа человеческого типа присутствовала в клетках гибридных линий 1, Н, 1Ч и Ч. Во всех этих линиях была только одна общая человеческая хромосома, хромосома 11. Таким образом, очевидно, что покус дегидрогеназы расположен на этой хромосоме.
Сцепление генов в соматических клетках предложено называть сннтенией, от греческого «сигб>-совместно, «тени»-поддерживать. Этот термин введен для того, чтобы отличать данные о хромосомной локализации, полученные в опытах с соматическими клетками, от результатов по сцеплению генов, полученных при анализе родословных. Если два гена присутствуют или оба отсутствуют в гибридных клеточных линиях, то они называются синтеничными. Из результатов, приведенных в табл.
!8.1, следует, что гены ТК и бАЙК синтеничны. Оба этих гена локализованы в семнадцатой хромосоме. 298 Отбор клеточных гибридов с помощью метода НАТ Потеря хромосом у гибридов между клетками мыши и человека — это случайный процесс. То, какая хромосома сохранится и стабилизируется в гибридной линии,-дело случая. Однако из всей популяции гибридных клеток можно отобрать стабильные линии, содержащие желаемые гены и хромосомы, используя селекционные методы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
