Айала, Кайгер - Современная генетика - т.2 (947305), страница 71
Текст из файла (страница 71)
(По Ны«ре«М.Е., Быыыее«з б.Е., 1981. Сптсздозоздв, 83, 431-439.) метные стекла с метафазными хромосомами инкубировати с зондом в течение 16 часов, затем удаляли избыток меченой ДНК, не связавшейся с денатурированной ДНК метафазных хромосом. Распределение гибридизуюшихся зон на хромосомах выявляли методом радиоавтографии. Таким образом, в рассматриваемом случае было найдено, что искомая последовательность расположена в теломерной области короткого плеча хромосомы 1, в полосе !р36 (рис.
18.19). Часто прн гибридизации к меченому зонду добавляют большой избыток (тысячекратный) немеченой конкурирующей ДНК (табл. 18.5). Зтот прием уменьшает неспецифическое связывание зонда. В рассматриваемом примере в отсутствие конкурирующей ДНК (второй ряд табл. 18.5) в большей части клеток гибридизация с фрагментом 14,9 т.п.н. происходит в области 1р36, однако значительная часть черных точек на автографе, означающих гибридизацию, оказывается распределена и по многим другим хромосомным покусам. В этом случае могут выявляться последовательности человеческой ДНК, гибрндизуюшнеся с зондом менее специфично. В таблице 18,6 приведены гены человека, картированные с помощью гибридизации ш 811п.
Таблица 18.6. Гены человека, картированные с помощью гибридизации !и шщ Гены Хромосомы По Еыз«асме Я. Р„лыее!е Е, Н. (1983). Вс]евое, гза, 919-924 18. Генетика соматических клеток: картироеание генома Легкая цепь нммуноглобулина и (1ОК) Гнстоны (Н1, Н2А, НгВ, НЗ, Не) Гомолог с-тоз (СМОЕ) Гомолог с-тус (СМУГ) Интерфероны а и (] (1Р1«1РР) Инсулин (11то! у-Интерферон Тшкелая цепь иммуноглобулина (1ОН) а-Глобин (НВА) Коллаген, тип 1, а1(СОЕ!А1) Кластер генов гормона роста (СН) 2р 7921 -«36 8922 8924 9р2! -«р1ег 1!р15 12924.1 !4932 16 !7921 -«922 17922 924 Экспрессия генетического материала Генетическая карта человека Достоверно идентифицировано около 1500 генов человека, Это составляет 1-5/ от нх обгдего числа.
Существование этих генов в большинстве случаев подтверждено обнаружением альтернативных аллельных форм. Для приблизительно ! 000 известных генов один из альтернативных аллелей соответствует какому-либо заболеванию или аномалии. Другие известные гены кодируют белки группы крови, различные анти- гены, иммуноглобулины, ферменты и т.д.
В течение долгих лет картирование человеческого генома продвигалось очень медленно. Появление методов генетики соматических клеток положило начало новой эры. Дополнительное ускорение в решении этой задачи было достигнуто благодаря применению генно-инженерных подходов. В настоящее время не существует принципиальных технических препятствий для получения полной карты генома человека, Однако вследствие огромного размера изучаемой ДНК этот процесс, конечно, займет многие годы.
Установление функции всех последовательностей и понимание принципов организации генома видится в отдаленном будущем (см. табл. 18.7). Более 500 генов распределено по конкретным аутосомам. В каждой хромосоме, включая У-хромосому, локализовано не менее 3 генов. Более 100 генов идентифицировано в Х-хромосоме и более 30 в больших хромосомах 1-6. На рис. 18.20 приведены все хромосомы человека и указана локализация некоторых генов. Перечень генов, локализованных в хромосоме 1, дан в таблице 18.8.
Эта хромосома-самая крупная и самая изученная в геноме человека, В ее составе обнаружены гены, кодирующие белки различных классов. Это и ферменты, и белки группы крови, и факторы свертываемости крови. Мутации в некоторых из этих генов вызывают характерные генетические заболевания. Ряд генов связан с образованием легкотестируемых молекулярных маркеров. Определено значительное число последовательностей ДНК генов первой хромосомы.
В популяциях людей отмечен полиморфизм генов этой хромосомы, хотя в ряде случаев его проявление существенно ограничено. Некоторые из генов хромосомы 1 можно тестировать у отдельных индивидуумов и, таким образом, использовать для генетического семейного анализа.
Это гены АМ К Б1!Н, РБК РбМ1, Я)! 13МРК. Другие гены, такие, как АК2, !Э!51, ЕН01, ЕН, РБСА, БАЕЕ, РЕРС, Рб0, РБМ1, БМРК, эффективно используются в генетике соматических клеток. Степень разрешения, достигаемая при картировании, определяется используемыми методами. Наиболее современные методы окрашивания позволяли выявить до 1000 полос на всех 23 хромосомах человека.
В среднем на хромосому при этом приходится 50 полос, хотя на некоторых хромосомах их можно обнаружить в несколько раз больше, чем на других (сравни хромосомы 1 и 22 в табл. 18.9). Гаплоидный геном человека состоит из 3 10' п.н. Каждая полоса содержит 3 !Ое п.н., что соответствует нескольким сотням генов. Таким образом, пределом разрешения картнрования с привлечением цитогенетических методов являются расстояния, соответствующие сотням генов. Величина генома человека, выраженная в единицах рекомбинации, составляет 3000 сантиморган (сМ), то есть 130 сМ в среднем на хромо- 1В. Генетика соматических клеток: картироеание генома 317 Таблица 18.7. Типы генетических маркеров, используемые в различных методах картирования генов человека Гнбрнлнэання 1а я1а н сортировка хромосом Генетика соматических клеток Классический семейный ааалнэ Клонироваиные гены (ОН, 1л15, У(ВА] полиморфизм ДНК; фрагменты ДНК (неидентнфицированные); РРНК По хаонз КВ.
н л1. (1982) Ана Натка Оепе~., 12, 341-452. сому. Один сантнморган соответствует приблизительно 104 п.н. (3 1Оэ п.н.: 3000 сМ = 104 п.н.,~сМ). Таким образом, одна полоса, выявленная прн окрашнвапип хромосом, соответствует 3 сМ. Генно-инженерные методы обеспечивают значительно более высокое разрешение. Применяя этн методы, можно картнровать последовательности ДНК протяженностью от нескольких десятков пар нуклеотндов до 100 т.п.н.
(Например, изученный район, содержащий глобнновые гены, имеет размер 60 т.п.н.) Последовательность ДНК в 100 т.п.н. соответствует примерно 0,03 от величины полосы окрашнвания нли О,1 сМ. До снх пор не существует методов, позволяющих заполнить пробел между картнрованнем в пределах 0,1 сМ, осуществляемым генно-ннженернымн методами, н картнрованнем на участках величиной от 3 сМ, осуществляемым цнтогенетнческн.
Антнгены групп крови (АВО, ВА); гены, связанные с раковыми заболеваниями (ретинобластома); хромосомные маркеры (деспирализованные участки, делеции); факторы свертываемости крови (фактор ХП); клонированные гены (инсулин); компоненты системы комплемента; маркеры стадий развития (фетальиый гемоглобин); заболевания неизвестной природы (синдром Прадера Вилли); полиморфизм ДНК; фрагменты ДНК (неидентифицнрованные); ферменты (аденозиндезаминаза, эстераза 12); маркеры гистосовместимости (Н3 А); метаболические нарушения (фенйлкетонурия);морфологические признаки (дерматоглифика); митохондриальные маркеры (ядерная глютаматоксалацетаттрансаминаза-М); сывороточные белки (альбумин, гаптоглобин]; признаки, сцепленные с полом (дальтонизм, дефект по ПРО) Активаторы (активатор плазминогена); маркеры культур клеток (промотор поликароцитозиса, температурочувствительные маркеры, транспортные мутации); клеточные рецепторы (ре.
цептор эпидермического фактора роста); белки хромосом (гистоны]; клонированные гены (НВВ, РОС, ОН); цитоплазматические белки (маркеры двумерного электрофореза); полиморфизм ДНК; фрагменты ДНК (нендеитифицированные); чувствительность к лекарственным средствам; ферменты (чактатдегидрогеназа А); маркеры, влияющие на экспрессию генов; гормоны (РЯ1, СБН]; иммуноглобулины; мембранные белки (поверхностные антигены); митохондральные маркеры (ядерная супероксиллнсмутаза-2); модификаторы (белок, связующийся с аденозиндезаминазой; маркеры ауксотрофности (ген, комплементнрующий отсутствие О)зу); маркеры органелл (лизосомные ферменты); рРНК; тРНК; повторяющиеся последовательности ДНК (1)ХЕ1, сатечлитная ДНК]; рибосомные белки; видоспецифнчные антигены; структурные белки (коллаген); чувствительность к токсииу (дифтерийный токсин); маркеры, связанные с вирусами (чувствительность к коронавирусам) ззв 2 Р 1 Р 2 вапу) >4) г Ч А~МА г 5К Р7Е Р»2 М05 2 мус Н!.Р1 Г„" ОЕКЗ МАНА р 1~-ййй 1 ! Ч г 1 1 ~ г »н (-25~) СН)а 4)» со ССА Сбг сбз ОСЕ! СА2 кв! Е50 Хй5 СР НЕХА Ч'™ МР! -1 )ЕРКМ2 Е1ОН2 АСМА Ч 2 ОЗ5 Сяэ сгт Свт СЕ 19 СбВ, ЕНВ, »5НВ, 75НВ РКЕ !НКЕ А 55Р НАР А502 мявс !оом МО! СЕО! МЕ1 зсеа 5002 РСМЗ РОВ РЕА ВЕН 1.АР Рб 55 Аост м»в «ЯАВЗ ССА МАНВ бт РЕРО ОНЕ Вэв »5 115 М7»25) Сснвм сз Ь 5а Еи на рРОЕ НСР АЕО2 НР1 янсз НКА5 бвн Азгмз ЕНО1 РСО нв Е1 1 САЕЕ РОСА! мтк 5ОН СВА Р«РМ 5« КРАС НРЕ НСА-А меяи' НСАС НЕА.В знс гтс !РНЕС зс«т С2 САР С45 САВВ нео! ВР САН) сзвя СЗОЯ НЕА.О)Ой НЕА-50С НЕ«ИВ 75 Ре тз й»»5 кйтмз РЕА г Р 1 г г) Экспрессия генетического материала ссрз цто 57 Еб»К А5Е Р5Р ССРЕ ВЕ РЯ ОР НА ОН МО~ 2 СЗЕ!Аг СОЕЭАЗ НМСРЗ Рб н! О1«г ЕЯВВ СН5 ййй сквв н 5РН1 НАК5 »НС М) РЗ Р) ВКАР Ряс« Рсят СЕ»В 18.
Генетика соматических клеток: картирование генома 329 сня аи»5 САТ НАСй РАН КАЯ СРО1 САРО ЬОНВ НВЕ НВС2 НВС! нвск йай НРА! зм 1 г! 2 ВПК МЕСА Млйг 11;;,', С5Т! вое 75 Си А»Л 1 ЕЯП А5НЯ5 СС 2» ГН»Р2 !.РЕРЬ гтбв Сгт. 1 5 В.! СРТ» бе51 А 1»Я Огег СХВВ д-ннн ОС 5 88 'с! С».В2 Сц>51 СМЕ НТА !ТОЕ! Р .Ттл н ! Т5 Р,-Уз-ННВ 5ОО! гейс РКС5 тнс ллвт Гоьй ВАВ нът 21 '" Ай5А 01А1 АСО2 22 515 Рис.
28.20. Генетиче- ская карта человека. Центромера и концы каждой хромосомы от- мечены горизонтальны- ми линиями. Гены хромосомы ! прине- дены в табл. !8.8. (Сонг!езу о! Ргоб Ч А. Мс2Снх!с.! Еб А55 Ф»51 ЕХТ окм АСАОН АК! Сан НР51 АВО АВЕ Ек»Л оия РЕКТ СЯЛ5 и! Зс РР нк! АОК Е5 11РА сот! ОН»й 1 СЗМ СС АНСРг НАСН- Е5 ЕСАТ О!А А 16 стн Оней РЕР5 ЕОСА2 91 С РРА Т РОМ 2 СС ОС 1! ОНРЯ АЕВ АЕР мн 5» ТУВ 51 Лхио йа5 7 СА г сгв есс 1АС» МОС5 ЛТ51! МУН31 и--г СО1.»А1 Айз УЯЯ 5В ХВ Оьй СТЯ Мйй ОТ5 ЕМ5 ЕМТВ Таблица 18.8. Гены чечовека, картированные на хромосоме Символ гена Маркер Полимор. фазы Район Достовер- ность" ч42- ч43 А!2М1 А!7М2 А12МЗ Участок встраивания !С аденовируса-12 Участок встраивания !А аденовируса-12 Участок встраивания 1В аденовируса-12 Аденнлаткиназа-2 и-Амилаэа (слюнные железы) п-Амилаза (панкреатическая) Антитромбин И1 Катаракта, помутнение периферических слоев хрусталика Болезнь Шарко-Мари-Тут фрагмент ДНК Сателлитная ДНК 3 Группа крови Домброк Элиптоцитоз (сцепленный с К)с) Элиптоцитоз (не сцепленный с КЬ) Енолаза-1 Фумаратгидратаза и-!.-Фукозидаза Группа крови Даффи 21 В АК2 АМИ АМ!2 А Т3 САЕ рсег 32 р22А ЧН р22.1- ч!1 Ч23 -« Ч25 Д Д Д В Д Д В В Г Д СМ'П 015! П)Е1 ЕЕ1 ЕЕ7 р3б Ч!2 Г Д Д Д ЕЛО! РН Р(ТСА Ру рзб Ч42 — «Ч1ег р34 — «р32 рсег с)21 или с)32 -«с!сег рсег р32 р!1 - Чг р1ег р21 Ч32 Ч42 Д Д В Д Д Д В НПРСАЬ4-Эпимераза Кислая 8-глюкозидаза Глюкозодегидрогеназа Гуанилаткиназа-1 Гуанидаткиназа-2 Тетрагидроптероилглутаматметилтрансфераза Пептидаза С Субъеднница М фог4юфруктокиназы Фосфоглюконатдегидрогеназа Фосфоглюкомутаза-1 Фенилкетонурия Группа крови Радин Группа крови Резус 5$ РНК Ретинит (пигментная дегенерация сетча.гки) Группа крови Сцианна Сукцинатдегидрогеназа ПРПьглюкозопирофосфатаза-1 Уридинмонофосфаткнназа САБЕ СВА СПН Сик! СПК7 МТК РЕРС РЕКМ Ч25 нли Ч42 р32.1 -«Ч32 Д В РСП РСМ1 РКП! Кс( Кй ЯА«55 КР1 ргег — «р34 р22,1 Д Д П В Д р34 — «р22.! р36 р32 Ч42 Ч43 Г р34 -« р32 р22.! Чсег Ч21 -« ч22 р32 Яс ВОН ЮСР! ()МРК Д В Д Д " Д -«доказано», данные получены независимо в двух лабораториях нлн лрв нэуче»н» двух семей;  †»еред»но», данные получены в одной лаборатории няв но одной семье; Г-«гилотетнчески», данные менее однозначны, чеы е случае В; П «проблематично», экспериментальные данные прети»оречат друг дРУгУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
