Фогель, Мотульски - Генетика человека - 1 (947311), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Позже было установлено, что хромосома, несущая покус ТК, относится к 17-й паре (~788), рис. 3.26). В результате этой работы были сформудированы два основополагающих принципа. 1. Гибриды клеток мыши и человека имеют тенденцию к утрате многих хромосом человека. Показано, что утрата носит случайный характер, и поэтому среди большого числа гибридов всегда можно найти клетку, сохранившую какую-нибудь одну конкретную хромосому человека. 3. Формальная генетика человека 207 рез 30 — 50 поколений теряют часть хромосом человека. Только те из них, которые сохранили хромосому !7 человека, обнаруживают активность тимидинкииазы (слева).
У клеток, лишившихся хромосомы (7, ТК-активность отсутствует (клстка сарана внизу). 2. Используя подходящую селективную систему, можно отобрать клетки с определенной ферментативпой активностью и локализовать ген этого фермента на конкретной хромосоме. Метод гибридизации клеток позволяет изучать и локализовать гены, продукты которых можно идентифицировать как в клетках человека, так и в клетках животных. Один из путей идентификации-использование селективной системы. С 1967г.
были созданы селективные системы для нескольких ферментов. В одной из них используется локус НРКТ Х-хромосомы (раз. 4.2.2.6). Эту систему применяют для идентификации ие только Х-сцепленных покусов, но и тех аутосомных, которые транслоцированы на Х-хро- 202 3. Формальная генетика человека мосому. Существует возможность локализовать и такие гены, для которых селективная система не разработана. В этом случае необходимо, чтобы генные продукты — ферменты, принадлежащие двум видам, имели четкие различия, например, по электрофоретической подвижности. Однако этот метод более громоздкий и основан на детальном биохимическом и цитогенетическом анализе большого количества клеточных клонов. Локализация генов оказалась бы неразрешимой задачей, если бы со временем не были разработаны методы идентификации хромосом с помощью дифференциального окрашивания.
Метод окрашивания и идентификация хромосохь Дальнейшие успехи в картировании связаны с появлением новых методов идентификации индивидуальных хромосом, основанных на их дифференциальном окрашивании. Благодаря этим методам можно идентифицировать не только целые хромосомы, но и отдельные их части, В гибридных культурах довольно часто возникают хромосомные разрывы и перестройки. Это создает предпосылки для подходящей селекции гибридных клонов, содержащих интересующие нас части хромосом. Именно так некоторые покусы были отнесены к определенным хромосомным сегментам (или группе соседних сегментов).
Другие источники информации о локализации генов. Другим методом, используемым для локализации генов, является ДНКРНК-гибридизация (п з(гп. В этом методе меченая информационная РНК искомого гена (или кДНК, получаемая из мРНК с помощью фермента обратной транскриптазы) гибридизуется с предварительно денатурированной хромосомной ДНК. Последовательности кДНК нли иРНК, гибридизуясь со своими ДНК-копиями в хромосомах, будут обнаруживаться в конкретных участках определенных хромосом. В настоящее время этот метод используют для изучения распределения в хромосомах высокоповторяющихся последовательностей ДНК.
а также для локализации уникальных нуклеотидных последовательностей, для которых существуют подходящие ДНК- зонды, Если мы имеем дело с повторяющейся ДНК, удельной радиоактивности зонда вполне достаточно для визуализации участков гибридизации даже в одной мста- фазе (разд, 7.2,2). В случае же уникальных последовательностей ДНК, соответствующих, например, генам заболеваний с простым типом наследования, анализ одной метафазы явно недостаточен (ввиду наличия на радиоавтографе фоновых сигналов). Тогда используется статистический подход, т.е.
анализируют суммарные распределения радноавтографического сигнала (зерен метки) по многим метафазам. Полиморфизм ДНК и картирование. В последние годы выявляется все больше случаев полиморфизма ДНК по сайтам рестрикпии (разд. 2.3.2.7, 6.1.2). Это обстоятельство раскрыло новые дополнительные возможности картирования генома человека. Установление тесного сцепления с рестрикционным маркером ДНК позволило локализовать гены многих важных наследственных болезней в конкретных хромосомных сегментах.
На рис. 3.24„ А представлена большая родословная с хореей Гентингтона. ДНК-маркер и. следовательно, ген хореи расположены на хромосоме 4. Модельные расчеты [584; 754; 8873 показали, что для картирования всего генома необходимо лишь несколько сотен рестрикционных маркеров ДНК, случайным образом распределенных по геному человека. Для целей медико-генетического консультирования и пренатальной диагностики (разд. 9.1) достаточен по крайней мере один маркер, тесно сцепленный с геном данного наследственного заболевания. Недавно для изучения новых маркеров использовали линии лимфобластов от индивидов из больших семей, в трех поколениях которых известны генотипы по многим покусам КЕЬР (от англ.
гевгг)с11оп (гайшеп! 1еп8!)з ро! ушогрЫвго — полиморфизм по длине рестрикционных фрагментов) [9441. С увеличением количества известных покусов рестрикционного полиморфизма становится все более важным анализ сцепления не только между двумя генами (например, один из них-ген заболевания. а другойрестрикционный маркер), но также между СГНР ВР! йНО1 си лэгмг АпнЕ лом г 5йб2 ммс 10 00 ЛМГ 9 ХВ хс 15 агх юхлэ„ Х А 1 Аг 5 1С Р 2 11 Маркер 5ГЭ св мв ийя5 нбс ВГ РМЭ 50 яв ГГ5 2 Во.10 — 1 ' 1 Е ОГО -~ ~ ( ак - 50 1 12 ОХ151С Э.А йР5 МРВ г Р91 вне ВРа Оа кся ва СВР н иа РКГМ КРАС А5б иясв Айса г сГав СГЛ 155 \О Рес. 3.27. Циталагическая харта генов хромосомы ! человека. Объяснение сокращений дана в табл. П.9.5.
Гены, лакализВЭэяя которых в первой хромосоме не цадтаержлена, обозначены курсивом. геном заболевания и набором (более или менее тесно сцепленных) маркеров — гаплотипом. Такие гаплотипы широко применятотся в генетическом консультировании и пренатальной диагностике талассемии (разд. 4.3). Используя наборы маркеров, можно существенно увеличть число родственников, генотипы которых оказываются информативными для анализа сцепления и, следовательно, для постановки диагноза (разд.
3.4.2). В последние годы достигнуты большие успехи в выявлении сцепления и в локализации локусов в определенных хромосомах. Каждые два года собираются мсж- 3. Формальная генетика человека 203 125 - 05В ч 5 21 — 1 25В- 11 О 15 .05 ООО 00011 505012 Г 01с ио.( ЭВВОМ -~ ОХ ЭЭВС" Х Рес. 3.28, Циталагическая карта генов Х-хромосомы Эславеха. Скрала; транскрибируемые гены и их вероятная локализация.
Слева: расстояния между обычными н молекулярными (рестрикцяанными) маркерами. Объяснение сокращений дано в табл. П.9.5. дународные конференции, которые публикуют итоговые материалы своей работы, Ученые, работающие в этой быстро развивающейся области науки, создали свою собственную независимую от официальных каналов систему научного взаимодействия. Современное состояние проблемы локализации генов в аутасамак. Представленная выше информация суммирована на рис. 3.27 и 3.28„8 также в табл. П.9.5, в которой представлены мет оды картироваиия. Х-сцепленные гены.
Отнесение локусов к Х-хромосоме не вызывает затруднений, если родословные обнаруживают типичную 204 3. Формальная генетика человека картину Х-сцепленного наследования. Приписывание же покусов конкретным сегментам Х-хромосомы требует помимо семейных исследований применения новейших методик. Почти все Х-сцепленные покусы (а их больше чем 1!5) отнесены к этой хромосоме на основе анализа родословных (н для многих из них это подтверждено методами гибридизации соматических клеток).
Лишь неболыцая часть генов локализована с помощью методов гибридизации соматических клеенок. Многие покусы посредством этих методик можно приписать определенным участкам Х-хромосомы. Такие исследования дополнялись и часто подтверждались анализом сцепления в семьях. Были идентифицированы два генных кластера: Хб-кластер, охватывающий гены, сцепленные с сеном группы крови Х8 (3!470), и О6РО-кластер.
Ген Х8 расположен близко от конца короткого плеча (сегмент Хр 22.3) и тесно сцеплен с покусом ихтиоза (стероидная сульфатаза, 30810). Локус О6РО (30590) расположен в сев менте Хв)28 недалеко от конца длинного плеча. К этому кластеру принадлежат гены гемофилии А (30670) и В (30690), гены, детерминирующие умственную отсталость с ломкой Х-хромосомой (30955; разд. 8.2.
1.2), и ген НРКТ (30800, разд. 4.2.2.6). В него входят также гены протаиопни (30390) и дейтеранопии (30380)-цветовой слепоты. На рис. 3.28 показаны сайты локализадии генов. Локусы вблизи теломерного конца короткого плеча (Хб, Х-сцепленный ихтноз) не вовлекаются в ннактивацию (разд.
2.2. 3.3). Этот сегмент Х-хромосомы во время мейоза конъюгирует с т'-хромосомой (разд. 2.1.2.4). В генных банках Х-хромосом уже изолированы н идентифицированы многие ДНК-зонды (разд. 2.3.2.5) [624; 7501. В опытах по гибридизации с такими ДНК- зондами показано, что Х-хромосома имеет гомологию с У-хромосомой не только по районам короткого плеча (с которыми она обычно конъюгирует), но и по другим областям [848"!. Эти результаты важны для нашего понимания эволюции половых хромосом и механизмов генотнпнческой детерминации пола (разд. 7.2.1). На рнс.
3.28 в качестве примера показано маркирование сегментов Х-хромо- сомы на основе полнморфизма по длине рестриктов. В последнее время обнаружено много случаев рестрикцнонного полиморфизма. Делается попытка использовать этот феномен для пренатальной диагностики Х-сцепленных заболеваний (разд. 9.1). Неравномерное распределение рекомбинационных событий ло длине хромосомы Е Огромный поток новой информации ставит и новые задачи. Наиболее важен вопрос о том, существует ли для генов с родственными функциями тенденция к тесной кластеризации на одних и тех же хромосомах? Мы обсудим эту проблему в разд. 3.5 более подробно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
