Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.3. Онтогенетический уровень организации жизни

1.3.2. Основы генетики человека

1.3.2.11. Генетические карты хромосом человека

Основываясь на знании теории линейного расположения генов в хромосоме и на основании кроссинговера, определив расстояние между ними, удалось установить последовательность генов в хромосоме. А. Стертевант составил первую карту распределения генов в одной из хромосом дрозофилы. Затем были составлены такие карты и для других хромосом.

Генетическая карта - это отрезок прямой, на которой обозначен порядок расположения генов и указано расстояние между ими в процентах кроссинговера. Она строится на основе результатов аналізуючого скрещивания.

Картирование проводится, чтобы узнать, в какой паре хромосом и на какой генетической расстояния (коэффициент рекомбинации), или в какой части хромосомы расположены гены.

Построены генетические карты для многих объектов. Среди покрытосеменных растений лучше всего изучены генетические карты кукурузы, ячменя, риса, томатов и др. У животных такие карты составлены для дрозофилы (рис. 1.112), а среди млекопитающих - для мыши. Доказано, что такое распределение генов в хромосомах есть загальнобіологічною закономерностью.

Рис. 1.112. Карты хромосом I-V плодовой мушки (Drosophila melanogaster).

Цифрами обозначены относительные расстояния между генами согласно международной традиции названия генов даны на английском языке.

У человека анализ сцепления генов классическими методами, разработанными на дрозофілі, невозможен вследствие невозможности экспериментальных браков. В последние годы разработан комплекс методов картирования генов на хромосомах человека. Так, для изучения групп сцепления и составления карт хромосом используют более 15 методов.

Картирование хромосом у человека проводится путем анализа родословных и генетического анализа гибридных соматических клеток.

Долгое время были известны только три аутосомні группы сцепления и Х-хромосомная. Новый период начался с 1968 г., когда удалось установить локализацию гена группы крови Даффи в хромосоме 1. В человека известны все 24 группы сцепления.

Из общего количества генов генома человека 16000 теперь картовані на скелетной карте геномад, составленной с помощью 1000 высокополимерных ДНК-маркеров.

Выявление групп сцепления в хромосомах дает возможность построения хромосомных карт, когда на хромосоме размещение генов обозначают в виде крапинок. Наиболее полно построена карта Х-хромосомы. Локусы, сцепленные с Х-хромосомой (а их более 200), отнесенные к этой хромосомы опираясь на анализ родословных (многие из них подтверждены методами гибридизации соматических клеток).

Методы построения карт хромосом основываются на предвидении вероятности кроссинговера по всей длине хромосомы и случайных обменах между различными хроматидами.

Для картирования хромосом применяют гибридизация соматических клеток человека с клетками различных животных, преимущественно с клетками мыши. При культивировании таких гибридных клеток на питательной среде происходит постоянная потеря хромосом человека. Когда в гибридной клетке остается только одна хромосома от кариотипа человека, ее можно идентифицировать путем дифференциального окрашивания. Определив затем содержимое определенного фермента в данной клетке, можно утверждать, что локус гена до этого фермента расположен в этой хромосоме.

Несмотря на определенные трудности при построении генетических карт и на их относительность, детальная разработка карт - один из ведущих методов анализа поведения и тонкого строения хромосом.

На рис. 1.113 изображен генетическую карту X-хромосомы. Символами обозначены картовані гены с указанием участков их локализации.

Рис. 1.113. Генетическая карта Х-хромосомы человека.

Составление точных карт хромосом является необходимым условием дальнейшего прогресса теоретической генетики человека. Это имеет исключительное значение для выявления и дифференциальной диагностики наследственных болезней плода, для ранней диагностики этих болезней, установка носителей генетических сдвигов, которые находятся в бессимптомной фазе, для определения медико-генетического прогноза.