Принцип картирования предложенный Морганом

Генетическое картирование хромосом человека.

1911 год американский учёный Томас Морган впервые при изучении наследования признаков у мухи дрозофилы обнаружил, что наследование некоторых признаков не подчиняются законам Менделя. Его сотрудник Янсенс изучая хромосомы у дрозофилы приходит к выводу что у неё 4 пары хромосом. Морган, изучая какие гены сцеплено наследуются друг с другом обнаруживает 4 группы сцепления генов. Закономерно было предположение, что гены, находящиеся в одной и той же хромосоме наследуются вместе, сцеплено. Дальнейшее расследование показало, что в незначительном проценте случаев сцепленные гены наследуются врозь, отдельно. Морган предположил, что гомологичные хромосомы могут обмениваться участками. Янсенс микроскопически обнаруживает хиазму между гомологичными хромосомами и возникает предположение, что в хиазмах происходит обмен участками. Это явление было названо рекомбинацией генов или кроссинговер. Томас Морган вывел несколько законов хромосомной теории наследования генов:

I. закон «гены находящиеся в одной хромосоме образуют одну группу сцепления и наследуются вместе.»

II. Закон « гены в хромосоме располагаются линейно друг за другом»

III. закон «гомологичные хромосомы в мейозе коньюгируют друг с друом и между ними происходит кроссинговер.»

IV. закон «между генами распологающимися в хромосоме далеко друг от друга кроссинговер происходит чаще а между генами близко расположенными изучая потомков возможно создать генетические карты хромосом.»

Цитологический обмен между хроматидами хромосом, как доказано, происходит в хиазмах. Однако не в каждой хиазме происходит кроссинговер. Приблизительно кроссинговер происходит в каждой второй хиазме, то есть число хиазм в два раза больше чем кросс верных событий. Единицей генетической карты (О тетта), служит расстояние, на котором в среднем происходит один кроссинговер на сто гамет. Тое. Есть один процент. Эту величину стали называть сантиморганида.

Принцип картирования предложенный Морганом

В начале 30 годов генетики решили используя этот метод проектировать хромосому человека. Однако возникает ряд серьёзных трудностей. Очень длительный, репродуктивный период у человека и нельзя поставить скрещивание в нужном направлении и сложно определить, как располагаются гены в гомологичных хромосомах у человека

Не зная положения гена мы не можем определить кто из потомков возник В результате кроссинговера. Впервые американский учёный Маккьюсик предложил метод, позволяющими создать генетические карты икс хромосомы человека: нужно помнить что женщины имеют ХХ- хромосомы, а мужчины ХУ- хромосому и она генетически пуста и мужчины гемизиготные по половым хромосомам, то есть гены находящийся у них в единственном числе. Он решил узнать какое расстояние находится между геном гемофилии и геном дальтонизма. Должно присутствовать оба элемента в семье. Дальтонизм и гемофилия это рецессивные гены.

Нужно акцентировать внимание на отца женщины. метод был назван - методом Деда. Если внуки возникают похожими на него не кроссоверны, непохожие на него кроссоверны. Маккьюсик посчитал сто семейств, установил, что в 5% случаях имеют место кроссоверные потомки между генами дальтонизма и гемофилии и следовательно расстояние между этими генами равно 5 сантимаргарин.

При изучении хиазм в хромосомах человека было впервые установлено что размеры Х- хромосомы у человека составляют 160-250 сантимаргарин, а длина всех аутосом 2650-3333 сантимаргарин. Такие колебания обусловлены тем что число хиазм у женщин в два раза больше чем у мужчин и число кроссинговеров тоже больше, оказалось что это характерно практически для всех животных. Причины этого не известны.

Такого рода генетические карты не отражают истинного размера хромосом. Они функциональные, потому что в гетерохроматиновых районах кроссинговер происходит чем в деухроматиновых районах, помимо этого были созданы и физические карты хромосом. Когда удалось провести дифференциальное окрашивание хромосом и картировать бэнды на хромосомах. В начале с помощью метода изучения хромосомных операции, например, у человека утрачивается какая либо хромосома или участок хромосомы и наблюдается потеря каких то функций, например, фермента или наоборот, при увеличении числа хромосом или участка хромосом смотрят что лишнее появилось, например: при синдроме дауна лишняя 21 хромосома -трисомия по 21 хромосоме и было установлено что у них на 50% увеличивается уровень ферментов щелочной фосфотазы, кислой фосфотазы и галактоза фосфат уредил трасфераза -гены этих ферментов действительно находятся в Х- хромосоме. Следующими этап связан с тем что американскому ученому Хайнс удалось получить гибриды клеток человека и мыши, то есть слить вместе цитоплазмы и ядерное вещество мыши и человека и образуется ядро содержащее 40 хромосом мыши и 46 хромосом человека, в целом 86. Такие клетки стали называть синкарионы. Оказалось, что эти гибридные клетки могут размножаться, но при этом они начинают выталкивать хромосомы человека, в конце концов образуются клетки содержащие 40 хромосом мыши и 1 хромосому человека. Цитологически можно определить какая хромосома. Следующий этап с помощью биохимии мы смотрим, что лишнее выпускает эта клетка. Эти ферменты связаны с 3 хромосомой лала Этот метод позволил проектировать все хромосомы человека, но нельзя было создать карту и как расположены относительно друг друга. Два учёных Госс и Хайнс предложили свой метод как создать карту такой хромосомы. Этот метод называется стратегия дробления. Заключается он в следующем: такие гибридные клетки облучали около ста рентгенами и хромосомы человека ломаются и происходит утрата участков хромосом причём в начале ломаются теломерные зоны и дальше учёные смотрят на что утратилось, какие ферменты исчезли. Например, ферменты вместе утрачиваются и значит они рядом и сцеплены друг с другом и это дало возможность сделать карты.

Начиная с 1990 года. В США развернулась программа «геном человека». Появилась впервые возможность хромосомы человека разобрать по отдельным нуклеотидам. Проект состоял из пяти основных этапов:

1 - составление карты на которой помечены гены в начале хотя бы гены находящийся не более чем на два миллиона основаниями а всего в хромосомах /человека три и две десятых миллиард нуклеотида. Две мегабазы.

2 часть нужно завершить картирование физических карт хромосом с целым решением 0,1 мегабаза.

3 полное секренирование ДНК молекулы то есть установление порядка нуклеотидов

4 нанесение на карту каждого нуклеотида друг за другом.

Секренирование решили проводить методом Сенгера, за своё открытие Сенгер получил нобелевскую премию. Этот метод называется ещё методом обрыва ДНК. В начале из хромосом человека которую разделяют получают молекулу ДНК. Затем необходимо чтобы двуцепочечное молекулы стали одноцепочечнные их, при определённых условиях, нагревают и цепи отходят друг от друга. Затем используют особые ферменты рестриктазы. Эти ферменты надрезают молекулу ДНК в определённых участках. Далее начинают на этих одноцепочечных кусочках ДНК синтезировать комплементарную нить с помощью ДНК полимеразы для этого требуется праймер это небольшой участки ДНК комплементарный началу вот этого одноцепочечного фрагмента потому что ДНК полимераза без затравки не может синтезировать ДНК. Далее вводят небольшое количество метки или радиоактивную (фосфор) или же флуоресцентная метка. И конечно смесь 4-х дезоксорибонуклеотидов. После биосинтеза начинается процесс определения с помощью особого реклинатора. Генетическая карта Моргана, физическая карта окраш и секвенцевая карта. В настоящий период у нескольких человек получены карты секвенцевые генетические карты и впервые удалось установить что только 3% ДНК связано с тем понятием которое занято генами, 97% занято разными последовательностями ДНК и мы не знаем для чего эта часть нужна. Что даёт это открытие: во первых расследование были направлены на выявление последовательности нуклеотидов в патологических генах, то есть в аномальных генах и мы знаем, последовательность у 3 тысяч таких генов и мы можем определить есть патологические гены или нет при генетической консультации. В США можно составлять генетические паспорта по выявлению болезней и работодатели активно используют при приеме на работу эти паспорта.

Дата добавления: 2015-08-21