2. Понятие дозовой компенсации. Компенсация дозы генов при определении пола у млекопитающих.

Дозовая компенсация генов — эпигенетические механизмы, позволяющие уравнять уровень экспрессии сцепленных с полом генов у самцов и самок тех видов, в которыхопределение пола происходит с помощью половых хромосом. Компенсация дозы генов.Для экспрессии генов, расположенных на X-хромосоме самцов и самок дрозофилы, характерен одинаковый уровень, хотя содержание (доза) таких генов у самок в два раза выше, чем у самцов. Это равновесие достигается за счет механизма, повышающего вдвое скорость транскрипции сцепленных с X-хромосомой генов у самцов и получившего название дозовой компенсации. Таким образом, компенсация дозы генов - выравнивание экспрессии сцепленных с X генов между двумя полами, механизм, усиливающий транскрипцию большинства генов на единственной Х-хромосоме у самцов.

Изучение компенсации дозы у Drosophila выявляет участие сайт-специфичного ацетилирования гистонов , специфические некодирующие РНК (называемые roX1 и roX2 ) и "нацеливание", в масштабах целой хромосомы, эволюционно консервативной машины, модифицирующей гистоны, которая, как показано на фотографии 16 , локализуется на Х-хромосоме.

3. Молекулярно-генетические основы эволюции. Задачи геносистематики. Значение генетики популяций для медицинской генетики, селекции, решения проблем сохранения генофонда и биологического разнообразия. Произошедшая на рубеже тысячелетий революция в области молекулярной биологии, завершившаяся расшифровкой структуры геномов многих сотен видов микроорганизмов, а также некоторых видов простейших, дрожжей, растений, животных и человека, перевернула многие традиционные представления классической генетики и вплотную приблизила возможность исследования молекулярных механизмов эволюции и видообразования.  Родилась новая наука - сравнительная геномика, позволяющая регистрировать появление в различных филогенетических линиях эволюционно значимых событий, происходящих на уровне отдельных молекул. Оказалось, что в общем случае эволюционный прогресс ассоциируется не только, и не столько с увеличением числа,  протяженности и даже сложности структурной организации генов, но в гораздо большей степени с изменением  регуляции их работы, определяющей координацию и тканеспецифичность экспрессии десятков тысяч генов. Это, в конечном счете, и привело к появлению у высших организмов более сложных, высоко специфичных, многофункциональных комплексов взаимодействующих белков, способных выполнять принципиально новые задачи.

Задачи геносистематики.- реконструкции отношений сходства организмов на базе сравнений их генетических текстов. Именно этот круг задач отличает ее от методически и логически сходных с нею разделов молекулярной биологии - изучения -функциональной организации и внутригеномной систематики генетических текстов. Определение места геносистематики в общей системе биологических знаний - неоходимый этап исследования ее истории.

Методы, используемые для установления частот генов и генотипов в популяции, демонстрирующие характер их изменения под влиянием окружающей среды и различных факторов популяционной динамики, носят название популяционно-статистических. С помощью этих методов можно:

• определить частоты генов, степень гетерозиготности и полиморфизма,

• установить, как меняются частоты генов под действием отбора,

• выявить влияние факторов популяционной динамики на частоты тех или иных генотипов и фенотипов,

• проанализировать влияние факторов внешней среды на экспрессию генов,

• определить степень межпопуляционного генетического разнообразия и вычислить генетическое расстояние между популяциями.

Так же методы популяционно-статистического анализа могут быть использованы для определения и подтверждения типов наследования заболевания, являясь основой применения математической статистики в клинико-генетическом анализе. Популяционно-генетические исследования включают следующие этапы: 1) подбор популяции с учетом демографических характеристик, 2) сбор материала, 3) выбор метода статистического анализа. Генетическое изучение популяций человека предполагает знание их демографических характеристик (размер популяций, рождаемость, смертность, возрастная структура, национальный состав), а также географических и климатических условий жизни, религиозных убеждений и т.д. Это связано с некоторыми особенностями популяций человека, которые могут быть панмиксными (случайные браки) и инбредными (высокая частота кровнородственных браков). В популяциях человека формирование субпопуляций связано с такими формами изоляции, которые свойственны только человеку, например, расовая, социальная (социальное положение, экономические, этнические, языковые, административные), конфессиональная и идеологическая. Все это необходимо учитывать при интерпретации полученных при популяционно-генетических исследованиях результатов. Во избежание получения недостоверных результатов, выбираемая для изучения популяция также не должна быть очень большой или очень малой. Чем больше по размеру популяция (но не до бесконечности), тем выше уровень ее разнообразия и тем сложнее ее генетическая структура, а также ближе соответствие между реально наблюдаемыми и ожидаемыми генными частотами. Так для генетических исследований оптимальным считается размер популяции с численностью от 0,5—5,0 млн. человек. В настоящее время для сбора материала при проведении популяционно-генетического исследования используется обзорный метод и его различные модификации, т.е. можно исследовать всю наследственную патологию, или отдельную группу заболеваний, или только одно заболевание, но изучая все население выбранного региона. Наследственные заболевания распределены по различным регионам земного шара, среди разных рас и народностей неравномерно, а знания о распределении частот заболеваний и количестве гетерозигот в регионе способствуют правильной организации профилактических мероприятий. Если известна частота заболевания в популяции, и при допущении, что эта популяция находится в генетическом равновесии по данному признаку, для расчета частот генотипов и фенотипов наиболее широко применяется формула Харди-Вайнберга. Для диаллельной системы - она имеет вид р2 + 2pq + q2 = {р + q)2 — 1, для трехаллельной- (a + b + с)2 = ]). (Подробнее о законе Харди-Вайнберга и условиях его выполнения см. гл. 17). Например, частота ФКУ в популяции составляет 1:10000, т.е. q2 = 0,0001, значит q = 0,01. По закону Харди-Вайнберга р +q= 1, отсюда р= 1 -q = 1-0,01 = 0,99, a 2pq = 2 х 0,99 х 0,01 = 0,0198.