Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ГЕНЕТИ́ЧЕСКИЕ КА́РТЫ ХРОМОСО́М

  • рубрика

    Рубрика: Биология

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 6. Москва, 2006, стр. 557-558

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: В. С. Михеев

ГЕНЕТИ́ЧЕСКИЕ КА́РТЫ ХРОМОСО́М, гра­фи­че­ские схе­мы вза­им­но­го рас­по­ло­же­ния ге­нов в хро­мо­со­мах с ука­за­ни­ем рас­стоя­ния ме­ж­ду ни­ми, вы­ра­жен­но­го в оп­ре­де­лён­ных еди­ни­цах. Тер­мин ис­поль­зу­ют не толь­ко в от­но­ше­нии хро­мо­сом яд­ра эу­ка­ри­от, но и ге­не­ти­че­ско­го ма­те­риа­ла бак­те­рий, ви­ру­сов, ми­то­хон­д­рий и пла­стид. Кро­ме ге­нов, на Г. к. х. воз­мож­но ука­за­ние по­ло­же­ния цен­тро­ме­ры и др. ге­не­тич. мар­ке­ров. Про­цесс по­строе­ния Г. к. х. на­зы­ва­ют ге­не­тич. кар­ти­ро­ва­ни­ем, а точ­ку по­ло­же­ния ге­на на кар­те – ло­ку­сом. Фун­дам. свой­ст­во Г. к. х. – оди­на­ко­вый по­ря­док рас­по­ло­же­ния ге­нов и обыч­но по­сто­ян­ные рас­стоя­ния ме­ж­ду ни­ми у ор­га­низ­мов од­но­го ви­да (по­след­нее, прав­да, мо­жет варь­и­ро­вать в за­ви­си­мо­сти от ге­но­ти­пич. фо­на, влияю­ще­го на час­то­ту ре­ком­би­на­ции), что оп­ре­де­ля­ет­ся ста­биль­но­стью ге­не­тич. ма­те­риа­ла. Г. к. х. изо­бра­жа­ют в ви­де пря­мо­го от­рез­ка, от­ра­жаю­ще­го ли­ней­ность мо­ле­кул ге­не­тич. ма­те­риа­ла яд­ра эу­ка­ри­от и мн. ви­ру­сов, или коль­ца, вви­ду замк­ну­то­сти мо­ле­кул ге­не­тич. ма­те­риа­ла бак­те­рий, ми­то­хон­д­рий, пла­стид и не­ко­то­рых ви­ру­сов. Пер­вая Г. к. х. бы­ла по­строе­на амер. ге­не­ти­ком А. Стёр­те­ван­том в 1913 для Х-хро­мо­со­мы дро­зо­фи­лы.

При на­ли­чии не­сколь­ких не­го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом пред­ва­рит. этап кар­ти­ро­ва­ния – оп­ре­де­ле­ние групп сце­п­ле­ния ге­нов, на­хо­дя­щих­ся в ка­ж­дой хро­мо­со­ме. Ос­но­вой для по­строе­ния Г. к. х. слу­жит изу­че­ние час­то­ты ре­ком­би­на­ции ме­ж­ду ге­на­ми груп­пы сце­п­ле­ния, что по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить рас­стоя­ние ме­ж­ду ни­ми. Для эу­ка­ри­от, имею­щих по­ло­вой про­цесс, стро­ят мей­о­ти­че­ские Г. к. х., на ко­то­рых ука­зы­ва­ет­ся рас­стоя­ние ме­ж­ду ло­ку­са­ми, оп­ре­де­лён­ное по час­то­те ре­ком­би­на­ции, про­ис­хо­дя­щей в про­цес­се об­ме­на ге­не­тич. ма­те­риа­лом (крос­син­гове­ра) в мей­о­зе. Еди­ни­цей это­го рас­стоя­ния слу­жит сан­ти­мор­ган (сМ), со­от­вет­ст­вую­щий час­то­те крос­син­го­ве­ра в 1%. При ге­не­тич. кар­ти­ро­ва­нии ис­хо­дят из то­го, что час­то­та ре­ком­би­на­ции ме­ж­ду сце­п­лен­ны­ми ге­на­ми пря­мо про­пор­цио­наль­на фи­зич. рас­стоя­нию ме­ж­ду ни­ми в хро­мо­со­ме. Са­му Г. к. х. стро­ят, обоб­щая со­во­куп­ность дан­ных, по­лу­чен­ных для боль­шо­го чис­ла сце­п­лен­ных ге­нов на ос­но­ва­нии кар­ти­ро­ва­ния их по трём точ­кам, ис­поль­зуя при этом пра­ви­ло ад­ди­тив­но­сти рас­стоя­ний. По ме­ре «на­сы­ще­ния» кар­ты од­но­му из двух край­них ло­ку­сов при­пи­сы­ва­ют ну­ле­вое по­ло­же­ние, а по­ло­же­ние ос­таль­ных ло­ку­сов за­да­ёт­ся их рас­стоя­ни­ем от это­го ло­ку­са. У эу­ка­ри­от воз­мож­но по­строе­ние ми­то­ти­че­ских Г. к. х. на ос­но­ве ре­ком­би­на­ции ме­ж­ду хро­мо­со­ма­ми в ми­то­зе. В этом слу­чае ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся час­то­та ре­ком­би­на­ции ме­ж­ду ге­ном и цен­тро­ме­рой, ко­то­рая и слу­жит ну­ле­вым ло­ку­сом по от­но­ше­нию к ло­ку­сам ге­нов, рас­по­ло­жен­ных в раз­ных пле­чах хро­мо­со­мы. При этом рас­стоя­ние ме­ж­ду цен­тро­ме­рой и са­мым уда­лён­ным от неё ге­ном при­ни­ма­ет­ся за 100%. Срав­не­ние мей­о­ти­че­ских и ми­то­ти­че­ских Г. к. х. од­но­го ви­да ор­га­низ­мов вы­яв­ля­ет оди­на­ко­вое вза­им­ное рас­по­ло­же­ние од­но­им. ге­нов на обе­их кар­тах, хо­тя от­но­сит. рас­стоя­ния меж­ду ни­ми час­то не сов­па­да­ют из-за раз­ли­чий в ме­ха­низ­мах ре­ком­би­на­ции и из-за раз­ных пра­вил по­строе­ния карт. Тео­ре­тические прин­ци­пы по­строе­ния Г. к. х. для бак­те­рий не от­ли­ча­ют­ся от та­ко­вых для эу­ка­ри­от; они ос­но­ва­ны на ана­ли­зе час­то­ты ре­ком­би­на­ции ме­ж­ду ге­на­ми в клет­ках, по­лу­чен­ных с по­мо­щью конъ­ю­га­ции, транс­дук­ции или транс­фор­ма­ции. Ге­не­тич. кар­ти­ро­ва­ние у ви­ру­сов воз­мож­но толь­ко при на­ли­чии у них про­цес­са ре­ком­би­на­ции. До­ля ге­нов, ло­ка­ли­зо­ван­ных на Г. к. х., у раз­ных ви­дов ор­га­низ­мов оп­ре­де­ля­ет­ся как об­щим чис­лом ге­нов в ге­но­ме, так и сте­пе­нью изу­чен­но­сти ге­не­тич. ма­те­риа­ла. У ря­да ви­ру­сов (напр., у бак­те­рио­фа­гов λ и Т4), а сре­ди бак­те­рий у ки­шеч­ной па­лоч­ки кар­ти­ро­ва­ны все ге­ны. Наи­бо­лее пол­ные Г. к. х. по­строе­ны для дрож­жей са­ха­ро­ми­це­тов, у бес­по­зво­ноч­ных жи­вот­ных – для дро­зо­фи­лы, у по­зво­ноч­ных – для мы­ши. У че­ло­ве­ка оп­ре­де­лить час­то­ту ре­ком­би­на­ции тра­диц. спо­со­бом прак­ти­че­ски не­воз­мож­но, по­сколь­ку мар­ки­ро­ва­ние хро­мо­сом ин­ду­ци­ро­ван­ны­ми му­та­ция­ми и кон­тро­ли­руе­мые экс­пе­рим. скре­щи­ва­ния для не­го не­при­ме­ни­мы. Тем не ме­нее име­ют­ся кос­вен­ные ме­то­ды ге­не­ти­ки по­пу­ля­ций, по­зво­ляю­щие оце­нить рас­стоя­ние ме­ж­ду ге­на­ми у че­ло­ве­ка. Час­то ис­поль­зу­ют так­же гиб­ри­ди­за­цию со­ма­тич. кле­ток че­ло­ве­ка и та­ких хо­ро­шо изу­чен­ных в ге­не­тич. от­но­ше­нии объ­ек­тов, как мышь или хо­мяк, мар­ки­ро­ван­ных му­та­ция­ми по ге­нам, имею­щим го­мо­логи (ор­то­ло­ги) у че­ло­ве­ка. Для кар­тиро­ва­ния ге­нов в та­ких со­ма­тич. гиб­ри­дах, куль­ти­ви­руе­мых на ис­кусств. сре­дах, ис­поль­зу­ют эле­мен­ты па­ра­сек­су­аль­но­го цик­ла, в т. ч. ми­то­ти­че­ский крос­син­го­вер и по­те­ри хро­мо­сом.

Ге­не­тич. кар­ти­ро­ва­ние по­зво­ля­ет вы­явить не­слу­чай­ное рас­пре­де­ле­ние ге­нов по раз­ным хро­мо­со­мам и в пре­де­лах отд. хро­мо­сом. Срав­не­ние Г. к. х. раз­ных ви­дов ука­зы­ва­ет на сте­пень ге­не­ти­ческого род­ст­ва ор­га­низ­мов и пу­ти эво­люц. пре­об­ра­зо­ва­ний ге­не­тического ма­те­риа­ла. Све­де­ния о сце­п­ле­нии раз­ных ге­нов, пред­став­ляю­щих ин­те­рес для се­лек­ци­он­ной ра­бо­ты, да­ют воз­мож­ность пла­ни­ро­вать ра­бо­ту по по­лу­че­нию ор­га­низ­мов с оп­ре­де­лён­ны­ми со­че­та­ния­ми при­зна­ков. У че­ло­ве­ка Г. к. х. име­ют осо­бую цен­ность при ме­ди­ко-ге­не­тич. кон­суль­ти­ро­ва­нии.

Лит.: За­ха­ров И. А. Ге­не­ти­че­ские кар­ты выс­ших ор­га­низ­мов. Л., 1979; Genetic maps. 6th ed. [N. Y.], 1984. Vol. 4; За­ха­ров И. А., Ма­це­люх Б. П. Ге­не­ти­че­ские кар­ты мик­ро­ор­га­низ­мов. К., 1986.

Вернуться к началу