Глик, Пастернак - Молекулярная биотехнология - 2002 (947307), страница 138
Текст из файла (страница 138)
Возможно, эти исключения связаны с неполной пенетрантностью заболевания. Другими словами, у индивидов !11-!8, 1Ч-4 и 1Ч-14 есть ген ВГ!чС, но он не экспресснруется. Аналогичные случаи при анализе сцепления других заболеваний могут обусловливаться ошибками в диагностике или тем, что у некоторых индивидов, несущих ген заболевания, симптомы еще не проявились. В нескольких случаях дети родителя, больного ВГ1ЧС, несут хромосому (8,2) (например, 1Ч-7 и 1Ч-11)„но никаких симптомов заболевания у цих не обнаруживается.
В обоих упомянутых выше случаях можно определить происхожление данной хромосомы. Например, индивид (Ч-7 унаследовал хромосому (14,1) от больного отца, а хромосому (8,2) с нормальным геном ВГ(ЧС вЂ” от здоровой матери. Сложнее объяснить генотипы индивидов !Ч-9 и Ч-1. С одной стороны, они могли получить хромосому (8,2) с нормальным геном ВЕТС от здоровых предков. Тийн!ела 20.4.
Двухлокусный лед-балл лля локуса ВГ!ЧС и двух полиморфных покусов хромосомы 20п Рекомбииииионнмй индекс, О 0,00 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 Локус 020520 3,12 3,05 2,33 2„32 1,57 0,69 0205!9 2,37 2,92 2,83 2,36 1,63 0,76 " Покаянье работы Ь:ррен а! а!., Виме О.«рооп) 337: б«7 — 648, ЬЗ89. Рис. 20дб. Анализ ! аплотипов двух хромосом по 20 полнморфным покусам в родословной, члены котороал больны ВГГ4С. Числа под символами — ю!лели двух полнморфных покусов, 020819 н 020820 (верхние н нижние числа соответственно). 1 аплотипы двум хроаюсом индивидуума разделены вертпкшп,ной чертой. Перечеркнутые символы соответствуют умершим индивидам, цветные — лицам, страдающим данным заболеванием. Символ с закрашенной четвертью квадрата отвечает случаю, когда «клиннческий» фенотип индивида отличался от фенотнпов других больных членов семьи. И-8 и И-9 — нендентичные (разнояйцевые) близнецы.
Символами со звездочкой отмечены случаи возможно! о проявления неполной пенетрантностн (1И-! 8, !Ч-4, !Ч-!4). У больных членов семьи обнаруживается коссгрегапня гаплотнпа (8,2) с заболеванием, все они несут эту хромосому, унаследованную от общего прелка. (По данным работы Еерреп е! а1., Жале«е 1Еопг)оп) 337! 647 — 648, 1989.) 453 ГЛАВА 20 « ° ° Построение генетической карты сцепления человека с помощью метода, основанного на полиморфизме длины рестрикционных фрагментов О.
Вовдейь К. К УУ!>1!с, М. Я«о(п(сй, К. 9У. Оачз Ат. Х Вие>, 6ееег. 32> 314 — 331, 1980 Часто встречающиеся тины полиморфизма у человека, которые можно типировать с помощью полимеразной цепной реакции Л 1.. >л>с(>ег, Р. Е. Мау Аеь Х яшт Селе>. 44> 388 - 396, 1989 мосомную локализацию этого гена. уьге идея не была высказана нмн прямо, на она непосредственно вытекала из их концепции.
Ботижейн и лр. пришли к абсолютно верному выводу: «Применение набора зондов, специфичных в отношении полиморфных участков ДНК, для анализа ДНК членов родословных с болыцим числом поколений откроет новые горизонты в генетике человекам К 1992 г. на разных хромосомах человека были илентифипированы и кертнрованы сотни ПДРФ-маркеров.
С их помощью были изолированы гены таких наслелственных заболеваний, как м иодис грофия Дк>неонаа и муковиспидоз. К сожалению, высокополиморфные лакусы расположены на разных хромосомах человека неравномерно и не всегда на близком расстоянии друг от друга. Кроме того, ПДРФ-анализ, основанный на >.ибрилизации зонда с той же хромосоме, которая несет аллель ВЕА>С'!) и которая унаследована от одного прелка. В общем случае сцеплены покусы, а не вплели. Из данных табл.
20.4 можно предположить, что расстояние от лакусав !)205!9 и ))20520 до покуса ВГ)УС не превышает 5 сМ (<5 - 104 п. и.). В общем случае анализ сцепления не позволяет разграничить два покуса, если расстояние между ними меньше ! — 2 сМ. Поскольку покусы !)20В!9 и 020В20 расположены внугри района 13.2 — 13.3 длинного плеча (41) хромосомы 20 Например, индивид 1>г-9 мог унаследовать хромосому (3,2) через свою мать (111-15) от бабушки (11-6). С другой стороньц отсутствие у 1'>г-9 и >г-1 признаков заболевания может обьясняться неполной пенетрантностью в том случае, если они унаследовали хромосому (3,2) с геном ВГИС !) от бального родителя.
Необходимо полчеркнуть, что в других семьях с ВЕ'ХС может не наблюдаться сцепления аллелей !)20В)9 3 и !)20520'2 с аллелсм данного заболевания. Так полу гнлось, чта в рассмотренном нами случае именно этн полиморфные аллели находятся на Бурное развитие молекулярной >енстики человека, начавшееся в 1930-х гг., стало возможным бла>оларя новаторским идеям Д. Ботштсйна, Р. Уайта, М. Скол- ника и С. Дэвиса. Опи обратили внимание, что полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ) человека порожлает полиморфныс а |лели (марксрные локусы), подлаюп>иеся картировацшо. Как писали авторы в своей статье, «мы хотим прелложить новый способ построения генетической карты сцепления человека.
В его основе лежит создание при помощи технологии рскамбинантпых ДНК случайных однокопийных ДНК- зондов, способных выявлять полиморфпые нуклсотидныс последовательности при > нбрнлизапии с инливидуальными ДНК, обработанными рестриктазой». Более того, они осознали, что„используя сцепление гена того или иного заболевания с маркерным локусом, можно определить хро- рсстрицированнои ДНК. весьма трудоемок и чдсто ласт о!вибо >- ные рсзуль>вты. Все зти проблемы удалось решить, котла Вебер и Мэй обнаружили, что по всему геному человека разбросано множество высокополиморфных дн-, три- и тетрануклеотидных повторов (коротких тандсмпых повторов; БТБ, от ан>л.
а(ьоп гап«1е>п гереаи), вариации которых ле> ко различаются при помощи ППР. Как писали авторы, «...ланный тип полиморфных послеловательностей, вероятно, найдет широкое применение при изучении многих >снов наслелственных заболеваний и позволит значительно увеличить разрсн>еннс генетических карт человека«БТК, особенно динуклеотидные тандемные повторы. эффективны как маркеры: в этом качестве опи уже вытеснили ПДРФ-локусы и в настоящее время используя>тся для построения подробных генетических карт всех хромосом человека. П (20ц13.2-13.3), то и локус ЬТЖС должен находит! Ся вблизи данг!Ого района хромосомы или внутри него, К настоящему времени при полюши метода, основанного на вычислении лодбалла и использовании полиморфных маркеров, в специфических хромосомных учашках было картировано более ста генов различных заболеваний.
Построение мультилокусных хромосомных карт человека Использование многих тысяч разбросанных гю всему геному полиморфных маркеров позволило определять как порядок расположения локусов, так и рассюяния между нил!и на каждой хромосоме. Кар!а сцепления полиморфных участков оказывается неоценимой при локализации генов различных заболеваний. Для идентификапии таких генов можно использовать зонды, специфичные в отношении последовательностей, которые фланкируют данный ген.
Идеальными для картирования полиморфных локусов являются семьи, представленные тремя поколениями, в которых живы обе прабабки и оба прадеда, а родители имеют большое число детей (>8) Исходя из генотипов бабок и дедов, можно установить генетическую фазу, в которои находятся исследуемые локусы у каждого из ролителей, а наличие большого числа детей повышает вероятность того, что рекомбинация произойдет. В Центре по изучению полиморфизма человека (СЕРП, Ссп!ге о'Е!г!с)е йц Ро1ушогрй(вше Ншпа!и) в Париже собраны данные и образцы ДНК членов 65 семей, представленных в большинстве случаев тремя поколениями и имсю!цих в среднем по 8,5 детей (см., например, рис. 20.17). Этот банк семей (СЕРН- семей) предоставляет информацию о генотипах Рвс. 20Л7.
СЕРН-семья К133!. Молекулярная генетика человека 459 всех членов лабораториям всего мира, занимающимся картированием. В действительности он состоит из культур лимфобластозных клеточных линий большинства членов СЕРН-семей и служит готовым источником ДНК для картирования новых полиморфных локусов по мере их обнаружения. Построение мультилокусной генетической карты (карты сце! пения) хромосомы человека— непростая задача; д:и ее решения используют специализированную комьютерную программу, позволяющую установить порядок расположе. ния локусов„наилучшим образом со!ласуюи!ийся с данными по рекомбина! !иям. Проблема упорядочивания локусов усложняется по мере возрастания числа локусов, коюрые необходимо картировать.
Для !!'локусов существует М/2 и>зможных вариантов их расположения. Так, для !0 локусов их число равно 1 814 400. И хотя некоторые комбинации заведомо нереальны, даже если основь!ваться на визуальной проверке данных, все же число возможных вариантов остается очень большим. Обычно сначала находят наиболее вероятное расположение нескольких сцепленных локусов, а затем комбинирукгг эти «наилучшие» варианты и строят статистически достоверную карту сцепления всех покусов. Критерием того, расположен ли один локус рядом с другим, является значение десятичного логарифма правдоподобия (лод-балла); если он равен или превышает +3,00, то ответ будет положительным.
В общем случае построение карты проводят поэтапно. Сначала отбирают несколько полиморфных маркеров, расположенных на одной хромосоме. Потом генотипируют образцы ДНК, полученные сч нескольких СЕРН-семей, по каждому полиморфному маркеру. Структура СЕРН-семей такова, что нет необходимости в 460 ГЛАВА 20 определении геттоти~тов всех образцов ДНК. Привлечение других семей не дает повышения качества карты, которое оправдывало бы дополнительную работу. Обычно используют 15, иногда — 40 семей. Для генотипирования 40 СЕРН- семей по 20 полиморфным маркерам необходимо пронести примерно 10 000 анализов. Генотип каждого индивида по каждому локусу внолят в базу данных. На этом этапе происходит проверка базы данных на предмет ошибок. Компькттернатт программа проводит поиск слутаев несоответствия генотипов ролителей и детей; эти ошибки возникают во время введения данных или генотипирования.
Иногда для уточнения полученных результитон проводят повторное типирование. Ошибки могут приводип к неправильным выводим о расположении покусов и расстояниях между ними. Ошибочные данные по нозможноши иск,почаются из анализа. Для генотипированных СЕРН-семей определяют нее «лнухлокусные» лод-баллы и рекомбинационные индексы (О), и исходя из этих данных конкретная компькттерная программа строит генетическуто карту (карту сцепления). Карты сцепления хромосом человека постояттно обновляются по мере идентификации дополнительньтх полиморфных локусов. С увеличением числи локусов повышается разрешение карты и уменьшается расстояние между локусами. К 1994 г.
бьши определены генотипы членов СЕРН-семей примерно по 6000 пол иморфн ым маркерам и с помощью мультилокусного картирования установлено положение примерно 1000 локусов по всему геному человека со средним расстоянием межлу локусами около 4 сМ. Задача широкомасштабных проектов картировапия состттит в том, чтобы, используя дополнительные полиморфные маркеры, построить карту каждой хромосомы с расстоянием между локусами 1--2 сМ. Локализация гена заболевагшл на карте сцепления Для решения этой залачи проводят генотнпиронание шенов семей с определенным генетическим заболеванием по полиморфным маркерам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
