Картирование хромосом

Картирование хромосом
- определение положения данного гена на какой-либо хромосоме относительно других генов.
Картирование — это составление карт хромосом. Подробные карты хромосом составлены для дрозофилы, лабораторных мышей, некоторых вирусов и бактерий, то есть для наиболее популярных объектов генетических исследований.

Хромосомной или генетической картой называют схему относительного расположения генов в определенной хромосоме.
Хромосомные карты начали составлять задолго до того, как цитологи научились идентифицировать хромосомы. Основным инструментом этих работ был генетический анализ (скрещивание различных организмов и изучения полученного потомства).
Генетический анализ позволяет точно определить местоположение в хромосоме любого гена, в то время как с помощью электронного микроскопа этого сделать невозможно.

три основные группы методов картирования генов
физическое (определение с помощью рестрикционных карт, электронной микроскопии и некоторых вариантов электрофореза межгенных расстояний – в нуклеотидах);
генетическое (определение частот рекомбинаций между генами, в частности, в семейном анализе и др.);
цитогенетическое (получение монохромосомных клеточных гибридов, делеционный метод и др.).

Генетическое картирование
- это картирование, основанное на методах классической генетики - определении групп сцепления, частоты рекомбинации и построении генетических карт, где единицей измерения служат проценты рекомбинации, или сантиморганы (сМ).

Цитогенетическое картирование, физическое картирование -
это обширная группа методов, позволяющая строить карты генома (обычно их называют физическими) высокого уровня разрешения и определять расстояния между локализуемыми нуклеотидными последовательностями с точностью от нескольких десятков тысяч п.н. до одной нуклеотидной пары осуществляется с применением методов цитогенетики, когда для локализации каких-либо нуклеотидных последовательностей и определения их взаимного расположения используются цитологические препараты.

Генные карты составляют для всех пар гомологичных хромосом.
Каждую группу сцепления нумеруют.
Местоположение гена в хромосоме устанавливают на основании результатов перекреста. Величину перекреста вычисляют посредством описания кроссоверних особей до их общего числа в потомстве данного скрещивания и выражают в процентах. Единица измерения скрещивания называется морганида.
Если расстояние между двумя генами одной хромосомы известно и надо определить местоположение по отношению к ним третьего гена, вновь определяют величину перекреста этого гена с каждым из двух. Так, два гена А и С разделяются перекрестом в 25% случаев. Ген В выделяется от гена А с частотой 15%, а от гена С — 10%, следовательно, ген В находится между ними.

Генные карты человека составлять довольно сложно — невозможно потомство по составленным схемам скрещивания. Поэтому для картирования генов у человека используют метод гибридизации соматических клеток в их культурах.
Картирование генома человека имеет важное значение для криминалистики, диагностики, лечения и прогнозирования наследственных заболеваний. Благодаря картированию генома человека удалось диагностировать до 60% наследственных заболеваний.

Основные этапы решения задач
1. Внимательно прочтите условие задачи. Используя генетическую символику, запишите ее условие, указав пары генов и расстояния между ними или расщепление потомства.
2.Если в задаче дано расщепление потомства, определите расстояние между генами. Помните, что между хромосомами может происходить как одинарный, так и множественный кроссинговер.

3. Нарисуйте прямую линию, условно показывающую участок хромосомы. Помните, что гены в хромосоме располагаются линейно. При составлении карты старайтесь соблюдать масштаб.
4. Определите крайние гены и нанесите их на карту.
Помните, что: чем больше процент кроссинговера, тем дальше отстоят друг от друга гены в хромосоме.
5. Проанализируйте расположение других генов и нанесите их на карту.
6.Дайте ответ на вопрос задачи.

Задача №1
Гены А, В и С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер происходит с частотой 7,4%, а между генами В и С – с частотой 2,9%. Определить взаиморасположение генов А, В и С, если расстояние между генами А и С равняется 10,3% единиц кроссинговера. Как изменится взаиморасположение этих генов, если частота кроссинговера между генами А и Сбудет составлять 4,5%?

Решение
По условию задачи расстояние от гена А до гена С (10,3 М) равно сумме расстояний между генами А и В (2,9 М) и генами В и С (7,4 М), следовательно, ген В располагается между генами А и С и расположение генов следующее: А В С.
Если бы расстояние от гена А до гена С равнялось разности расстояний между парами генов АВ и ВС (4,5 = 7,4 – 2,9), то гены располагались бы в следующей последовательности: А С В. И в этом случае расстояние между крайними генами было бы равно сумме расстояний между промежуточными: АВ = АС + СВ.

Задача №2
При анализирующем скрещивании тригетерозиготы АаВbСс были получены организмы, соответствующие следующим типам гамет:
ABC – 47,5%
abc – 47,5%
Abc – 1,7%
aBC – 1,7%
ABc – 0,8%
abC – 0,8%
Построить карту этого участка хромосомы.

Решение
Расщепление при анализирующем скрещивании, близкое к 1:1, указывает на то, что все три пары генов находятся в одной хромосоме.
Расстояние между генами А и В равно: 1,7 + 1,7 = 3,4М.
Расстояние между генами В и С равно: 0,8 + 0,8 = 1,6М.
Ген В находится между генами А и С. Расстояние между генами А и С равно: 1,7 + 1,7 + 0,8 + 0,8 = 5,0М.
Карта участка хромосомы:

Задачи для самостоятельного решения
1. Гены А, В и С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер происходит с частотой 7,4%, между генами В и С — с частотой 2,9% Определите взаиморасположение генов А, В и С, если расстояние между генами А и С равно 10,3% кроссинговера
2. Гены А, В и С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер происходит с частотой 7,4%, между генами В и С — с частотой 2,9% Определите взаиморасположение генов А, В и С, если расстояние между генами А и С равно 4,5% кроссинговера
3. Составьте карту хромосомы, содержащую гены А, В, С, D, Е, если частота кроссинговера между генами В и С равна 2,5%, С и А — 3,7%, А и Е —6%, E и D-2,8%, А и В — 6,2%, В и D — 15%, А и D — 8,8%
4. Составьте карту хромосомы, содержащую гены А, В, С, D, Е, если частота кроссинговера между генами С и Е равна 5%, С и А — 14%, А и Е — 19%, В и E - 12%, А и В — 7%, С и D — 5%, В и D — 3%