Точность генетического картирования

Считается, что частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами на хромосоме, обнаружить последствия всех кроссинговеров невозможно.

Кроме того, множественный кроссинговер приводит к недооценке частоты рекомбинаций и уменьшает межгенное расстояние.

Чем отдаленнее гены, тем выше вероятность необнаруженных кроссинговеров и тем выше оценка межгенного расстояния.

Наиболее точные карты – для близко расположенных генов.

Интерференция и коэффициент коинцедентности

Зная межгенное расстояние, можно оценить частоту множественных рекомбинаций, включая частоту двойного кроссинговера DCO. По данным предыдущего примера ожидаемая частота двойного кроссинговера = 0.223 х 0.434 = 0.968 = 9.7%.

Как правило, экспериментальная частота DCO меньше ожидаемой (в примере 7.8 против 9.7). Оказалось, что обмен между генами на одном участке хромосомы затрудняет такой

обмен в близлежащих участках, уменьшая частоту DCO. Это явление – интерференция I.

Для оценки совпадений наблюдаемого числа кроссоверов с ожидаемым применяется коэффициент коинцедентности

(совпадения)

С = наблюдаемые/ ожидаемые В нашем примере С = 0.078/0.097 = 0.804. Интерференция I = 1- С = 0.196

При полной интерференции DCO нет и I=1.

Если число наблюдаемых DCO меньше ожидаемых, то интерференция положительная.

У эукариот чаще интерференция положительная. У дрозофилы полная интерференция наблюдается при 10 ед карты. Вероятно, очень близкое расположение хиазм невозможно физически.

Интерференция падает с увеличением межгенного расстояния

Метод гибридизации соматических клеток и картирование генов у человека

Метод гибридизации соматических клеток позволил эффективно определять сцепление генов с определенными хромосомами. Суть – в культуре клеток возможно слияние клеток разных организмов, в результате образуется гетерокарион – 2 ядра в одной общей цитоплазме.

В процессе культивирования гетерокарионов происходят два события – ядра сливаются, образуя синкарион, затем хромосомы одного из родителей постепенно утрачиваются.

Гибриды человек-мышь – полный хромосомный набор мыши и несколько хромосом человека. Преимущественная утрата человеческих хромосом позволяет картировать гены человека, связывая их экспрессию с оставшимися хромосомами в гибридной клетке.

Если в синкарионе с 1-3 хромосомами человека синтезируется продукт определенного человеческого гена, значит ген расположен на одной из хромосом, если не синтезируется, то нет.

Можно создавать панели гибридных клеток, каждая линия которых содержит только 1 из 23 хромосом человека, что позволяет картировать любой ген по наличию или отсутствию его продукта.

Чаще используются панели с несколькими хромосомами. Проверка корреляции наличия или отсутствия определенной хромосомы с наличием или отсутствием генного продукта называется тестированием синтении.

Пример тестирования – 4 продукта А В С D проверяют по отношению к 8 хромосомам.

Анализ экспрессии продукта А Нет синтеза в линии с хромосомами 1, 2, 3, 4.

Линия с хромосомами 5 и 6 – есть синтез Продукт обнаружен в линии, содержащей 5, но не 6 хромосому, значит А – на хромосоме 5.

С продуктом В все аналогично.

Нет продукта С на всех линиях, значит его ген - на другой хромосоме. D – есть во всех линиях, значит он на хромосоме, присутствующей во всех линиях.

Для картирования генов, продукты которых неизвестны – другие методические приемы – сочетание анализа родословных с методом рекомбинантных ДНК

Сцепление и картирование генов у гаплоидных организмов

Проводят скрещивания и анализируют тетрады (гаплоидные клетки – предшественники спор) после мейоза у зиготы. Тетрадный анализ позволяет выявить пропорции клеток с определенными генотипами. Нейроспора - основной объект изучения.

Генетическое картирование у нейроспоры

Картирование генов по отношению к центромере

Картирование по отношению к центромере связано с определением частоты рекомбинантных тетрад.

В процессе мейоза зигота дает 4 клетки, делящиеся с образованием 8 аскоспор (гаплоидных клеток).

Если нет кроссинговера между геном и центромерой, то аскоспоры аааа ++++ (неотличимо от ++++ аааа). Эта картина

– результат первого деления мейоза, когда два аллеля расходятся в дочерние клетки.