Глик, Пастернак - Молекулярная биотехнология - 2002 (947307), страница 134
Текст из файла (страница 134)
п.). Отметим несколько важных моментов, касающихся генетического спсплсния и картировапия генов. Во-первых, чтобы можно бьшо оценить частоту новых генетических комбинаций (рекомбинантов), один из ролителей должен быть гетерозиготеп как минимум по двум покусам (АВ/аЬ или АЬ/аВ).
Во-вторых, дигстсрозигогные генотипы лолжны существовать в двух конфигурациях (фазах). Если два сцепленных гена на кажлой из хромосом представлены одним типом аллелей (т. е. оба ломинантные, АВ, или оба рсцессивные, аЬ), то такую конфис урациго называя>т фазой сцепления (Кяс-фазой). Если жс два спеплснных гена на каждой хромосоме представлены разными типами юпелсй (т. е. один дочинантный, а другой рецессивный, аВ или АЬ), то конфигурацию называют фазой отзвлкиваиия (п|ринс-фазой).
В-третьих, рекомбинации между двумя генами происходит независимо от их фазы. С точки зрения генетики рекомбипация между голами, находящимися в дигомозиготпом состоянии (т. с. АЬ/АЬ или АВ/АВ), нс приводит к появлению новой генетической комбинации, и поэтому, даже сели подобная рекомбипация 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 слишком далеко для выявления сцепления. Для решения проблемы картирования лвух сильно удаленных генов, расположенных на одной хромосоме, необходимо картировать гены, лежащие между ними, что позволит опрсделить, образуют ли все опи сану гругшу сцепления. Для построения подробных генетических карт некоторых эукариотических организмов, таких как мышь, кукуруза, плодовая мушка, нсматоды и дрожжи, необходимо ичентифипировать целый ряд генов, каждый из которых прслсгапсн по край~~ей мере двумя аллелями.
Затем нужно провести скрещивания и подсчитать частоту рскочбинаций у большого числа потомков. результаты отражают степень сцепления между генами. В кошгс концов, используя мультифак- торные (более двух пар сцепленных генон) скре- щивания, можно получить детальные генетиче- ские карты. Обнаружение и оценка генетического сцепления у человека До появления в начале ! 9е0-х гп технологии рекомбинаптных ДНК обнаружение и опенка генетического сцепления у человека представляли собой сложную и очень трудоемкую процедуру, которая к тому же обычно оказывалась безуспешной.
При этом исследователи сталкивались с целым рялом проблем. Во-первых, генетический статус родителей обычно бывает неизвестен. что затрудняет разграничение рекомбинантных и нерекомбинантных потомков. Во-вторых, немногочисленность болыпинства семей снижает статистическую лостовсрпость пол)шенных результатов. Наличие у мужчин одной Х-хромосомы значительно облегчает оценку генетических расстояний между генными локусами.
В данном случае всс аллсли генов, расположенных на Х-хромосоме, проявляются фенотиппчсски. Сыновья женщин, дигетерозиготных по Х-сцепленным локусам, получают рскомбина~ппую или нерекомбинантпую Х-хромосому. Если фаза, в которой аллели двух генных локусов нахолятся у матерей, известна, то среди сыновей легко установить рскочбинантпые и нсрекомбинантныс типы.
Генотипы отцов в данном случае не имеют значения, поскольку сыновья наследунзт только материнскую Х-хромосому. Иногда фазу аллелей у дигетерозиготной матери можно установить исходя из фснотипа се отца. Например, если у отца матери (деда) два Х-сцсплегзпых признака рецессивны, а у нес самой — доминаптны, то мать дигетсрозиготпа, а рассматриваемые аллсли находятся в цис-фазе, т. с. АВ/аЬ (рис. 20.'в).
Этот могол обнаружения сцепления основан на подсчете двухлокусных фенотипов у сыновей большого числа дигетерозиготных женщин с известной фазой аллелей. В этом случае даля хромосом, рекомбинаптпых по лвум специфическим генным локусам (рекомбинационный индекс), будет равна сумме рекомбинантных хромосом (Л), деленной на общее чис- Мать л и— А ° 0 ° 0 ° Сыновья у(я)/1 х(я) + х(м~)!. Ряс. 20.8. Картирование Х-хромосомы.
В этом случае генети ~оскал фаза двух яли большего числа Х-сцепленных локусов у дочери (Мать) устанавливается на основании данных о Х-сцепленных аллелях ее отца (Дел). Эту информацию в свою очередь используют для определения, какие из ее сыновей (Сыновья) получили рекомбинантпую (К) и перекомбипантную ()Ч К) хромосому. В ланном примере дед несет два рецесспвных гена в покусах А и Я Х-хромосомы, его дочь лигетерозигопцц а рассматриваемые аллеля находятся у нее в иис-фазе. На Х-хромосоме показаны вплели покусов А и О, У-хромосома изображена в виде более короткой полоски.
ло хромосом — рекомбинантных и нерекомби- нантных ()П0: Однако данный подход имеет ряд недостатков. Во-первых, нс всшда можно определить генотип деда, а следовательно, фаза, в которой находятся аллели у предположительно дигете!юзиготной матери, остается неизвестной. Во-вторых, нс все, матери в большой выборке семей будут гетероэиготны по одним и тем же двум локусам. Несмотря на все усилия„до 1980-х гг. пс удавалось построить достаточно протяженную однозначную карту сцепления Х-хромосомы человека, основанную на подсчете рекомбинантных и нерекомбинаптных хромосом. Б то время было известно всего Молекулярная генетика человека 447 несколько покусов и слишком мало аллслсй бы- ло идентифицировано.
Анализ сцепления методом максимального правдоподобия: логарифлг соотношения шансов (лод-балл) Кроме метода, в котором определяется часппв рекомбинаций между двумя локусами на основании прямого подсчета рскомбинантцых и нерекомбинантных хромосом, необходимо было разработать белес общий, непрямой могол, которын: !) мог бы строго различать независимое распределение и сцепление; 2) не обязательно опирался бы на данные о фазе аллелсй дигетерозигоп~ых ролителеи; 3) мог суммировать информацию, полученную от болыпого количества различных ссмси; 4) позволял оценить рекомбинационный индекс в том случае, когда сцегьтение обнаружено.
Такой метод, широко использухя|шйся в настоящее время, был создан в 1955 г. Мортоном. При изучении сцепления рекомбипационный индекс обозначается греческой буквой тета (О). В методе Мортона сравнивается вероятность Е(О) того, что у братьев и сестер (сибсов) два локуса сцеплены (т. е.
локализованы на одной хромосоме и находятся близко лруг от друга), с вероятностью Е(0„50) того, что два локуса не сцспленгя (т. е. находятся на разных хромосомах или далеко друг от друга в пределах одной хромосомы), для любого рекомбинационного индекса О. В случае сцепления, поскольку рекомбинационный индекс неизвестен, он гложет принимать любое значение в интервале от 0 до 0,5 (О < О < 0,50).
Если же два покуса распределяются независимо, то О = 0,50 по определению. Другими слонами, в том случае. когда половина гамет, полученных от дигетероэиготного родителя, содержит новые генетические комбинации, два локуса находятся либо на негомологичных хромосомах, либо настолько далеко друг от друга на одной хромосоме, что зто выглядит так, будто они расположены на разных хромосомах. Следовательно, если Е(О ) = Е(0,50), то два покуса нс сцеплены. Десятичный логарифм отношения этих двух вероятностей, т.е.
1ой(Е(О )/Е(0,50)), представляет собой логарифм соотношения шшгсов (1ой-оГ-огй)з гагю), называе,— мый лод-баллом (1ОР). Лодд-баы обозначают буквой У; У(О ) — зто лод-балл для данного значения О, где 0 < О< 0„50. 44Я ГЛАВА 20 !,(6 ) можно определить, если известна вероятность получения конкретного сочетания рскомб!ипантных и нерекомбинантных хромосом для сибсов каждой изучаемой семьи. Вероятность тою, что потомки получат от дигстерозигопюго родителя псрскомбипаптную хромосому, равна '/. (1 — 6) + '/1(1 — 6), или 1 — 6, а вероятность того, что они получат рекомбинаптную хромосому,— '/16 + '/16, или 6.
Например, в ссмьс с пятью детьми вероятность для каждого из них получить нсрекомбинантпую хромосому от дигстерозигоп!ого родителя сосгашиет К(1 — 6)5, где (1 — 6)— вероятность получения псрскомбипаи'!'Иой хромосомы, показатель степени 5 — число сибсов с нсрскомбинацтной хромосомой, точнее, число нерскомбипантных хромосом у сибсов, К вЂ” кгхзг!55!п«циси г.
Если вес хромосомы Одинаковы, т, е. все нсрскомбипантные или всс рскомбинантныс, то К = ! (т. е. 5!/5!О!, или х!!/х!!О!, где л — число сибсов в дшшой семье). В семье с чст'ыр! Мя детьми всрОятнОсть ТОТО, чтО всс Опи получат рскомбипаитпую хром!Тсому от лигетсрозиготного родителя, составляет 6". Далее, вероятность того, что в семье с девятью летьми пять получат нерскомбипаитные хромосомы и четыре — рекомбипаптные, равна К(1 — 6)5(6)4, где К= 126, т. е. 9!/5!4!.
Лод-балл выражается как От!ющщ!ис всличии, имсющих ОдипакОвыс кО- эффипиенты. Эти коэффициенты, стоящие в числителе и знаменателе, сокращаются, а потому при анализе сцепления не учитываются. Проиллюстрируем подсчет пол-балла па примере сибсов одной семьи (рис. 20.9). Обозначения В и О на рис. 20.9 соотвеаствукп аллелям АВО"В и АВО'О гругш крови системы АВО. Закрашенными символами обозначено аутосомно-доминантное заболевание с полной иенетрантностью — !!аслсдственпый оцихоартроз (ХРЯ. пай-рагсйа вупг(гогп). Основныс признаки 1 4 Р — паруп!ение роска ногтей на пальцах рук и цог и редукция или отсутствие падколснника. Ге!! 14РВ обоз!«ачастся Л1РВ1, а его рецессивный («нормальный») и доминацтпый («патологический») аллсли — 1«Рх!'Л! и ЛРХ!«1) соо!Истствепно.
ХРЗ представляет собой подходящий для изучения сцепления признак, так как он рано лиапюстируется, пе влияет па жизнеспособность и репродуктивну!О функцию и присутствует при рождении. и ! 2 3 4 3 6 7 Х 9 !О !! ВО ВО ВО ВО 00 00 00 ВО 00 ОО ВО Рис. 20.9. Наследование генов онихоартроза и генов !рупп крови системы АВО.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
