3.1. Базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми.

Дисципліни	Знати	Вміти
Біологія	Основи хромосомної теорії

3.2. Зміст теми.

Перелік навчальної літератури:

1. В.П.Пішак «Основи медичної генетики», стор.125-128.

2. Г.Й.Путинцева «Медична генетика», стор.131-133.

Генетичні карти хромосом - це схема взаємного розташування і відносних відстаней між генами певних хромосом, що знаходяться в одній групі зчеплення.

Вперше в 1913 - 1915 роках на можливість побудови генетичних карт хромосом вказують Т. Морган і його співробітники. Вони експериментально показали, що грунтуючись на явищах зчеплення генів і кросинговеру можна побудувати генетичні карти хромосом. Можливість картування заснована на сталості відсотка кросинговеру між певними генами. Генетичні карти хромосом складені для багатьох видів організмів: комах (дрозофіла, комар, тарган та ін), грибів (дріжджі, аспергилл), для бактерій і вірусів.

Генетичні карти людини використовуються в медицині при діагностиці ряду тяжких спадкових захворювань людини. У дослідженнях еволюційного процесу порівнюють генетичних карти різних видів живих організмів. Крім генетичних, існують і інші карти хромосом.

Фізична карта - графічне представлення порядку проходження фізичних маркерів (фрагментів молекули ДНК), відстань між якими визначається в парах нуклеотидів.

Рестрикційний карта - вид фізичної карти, на якій зазначений порядок проходження і відстані між сайтами розщеплення ДНК рестріктазами (зазвичай ділянку впізнавання рестриктаз 4-6 пар основ). Маркерами цієї карти є рестрикційних фрагментів.

Генетичні карти. Картування генів.

Генетичне картування - це визначення групи зчеплення і положення картіруемого гена щодо інших генів даної хромосоми.

Чим більше генів відомо у даного виду, тим точніше результати цієї процедури. Як правило, число генів у групах зчеплення залежить від лінійних розмірів відповідних хромосом. Однак, протяжні області конститутивного гетерохроматину (в районі центромери і теломерна ділянок) практично не містять генів і, таким чином, порушують цю залежність.

На першому етапі картування визначають приналежність гена до тієї чи іншої групи зчеплення. Як відомо, у D. melanogaster вдіплоідном наборі чотири пари хромосом: перша пара - статеві хромосоми (XX - у самок, XY - у самців), друга, третя і четверта - аутосоми. Кількість генів в Y-хромосомі самців дуже мало. Для локалізації знову виникла мутації необхідно розташовувати набором маркерних генів для кожної хромосоми. Картирование мутації грунтується на аналізі її зчеплення з цими маркерами. Наприклад, якщо цікавить нас мутація успадковується незалежно від маркерів другої хромосоми, робиться висновок про її приналежність до іншої групи зчеплення.

Схрещування проводяться до тих пір, поки не вдасться виявити зчеплене успадкування аналізованої мутації з маркерними мутаціями будь-якої хромосоми.

Другий етап картування меті визначення положення гена на хромосомі. Для цього підраховують відстань між цим геном і вже відомими, маркерними генами. Для підрахунку генетичних відстаней проводять спеціальні схрещування, в потомстві яких враховують частоти кроссоверних і некроссоверних особин. Передбачається, що відстань між двома генами пропорційно частоті кросинговеру між ними. Слід мати на увазі, що, чим далі розташовані один від одного гени, тим частіше між ними відбуваються множинні перехрест і тим більше спотворюється справжнє відстань між цими генами.

Часта рекомбінація між розташованими далеко один від одного генами може призвести до збільшення числа кроссоверних організмів у потомстві аналізуючого схрещування до 50%, імітуючи незалежне успадкування досліджуваних ознак. Тому при складанні карт відстані між далеко розташованими генами слід використовувати не безпосередній підрахунок числа кроссоверних особин у аналізують схрещуваннях, а додавання відстаней між багатьма близько розташованими один від одного генами, що знаходяться усередині досліджуваного протяжного ділянки. У цьому випадку зчеплення між далеко розташованими генами можна встановити на їх зчепленого спадкуванню з проміжно-розташованими генами, які в свою чергу зчеплені між собою. У результаті такого методу визначення відстаней між генами довжини карт хромосом можуть перевищувати 50 морганіда.

Так, у дрозофіли генетична відстань між генами, лежать у різних кінцях хромосоми 2, складає 107 морганіда.

Метод цитологічних карт заснований на використанні хромосомних перебудов. При опроміненні та дії інших мутагенів у хромосомах часто спостерігаються втрати (делеції) або вставки (дуплікації) невеликих фрагментів, порівнянних за розміром з одним або декількома локусами. Наприклад, можна використовувати гетерозиготи по хромосомах, одна з яких буде нести групу наступних один за одним домінантних алелів, а гомологичная їй - групу рецесивних алелей тих же генів ABCDE / abcde. Якщо в хромосомі з домінантними генами відбулася втрата окремих генів, наприклад DE, то у гетерозиготи ABC / abcde будуть виявлятися рецесивні ознаки de. На цьому принципі заснований метод перекриваються делеції, використовуваний при побудові цитологічних карт.

Наприклад, у дрозофіли складені цитологічні карти політенних хромосом, будову і функціонування яких вже розглядалося в гол. 4. Нагадаємо, що при забарвленні цих хромосом, в тисячу разів перевищують за розмірами митотические хромосоми, на препаратах виявляються темно-пофарбовані диски і світлі ділянки-междіскі. При цьому кожна хромосома має свій індивідуальний малюнок чергування різних дисків (товстих, тонких, пунктирних) і междісков, що дозволяє відрізнити одну хромосому від одної та різні ділянки однієї хромосоми. На політенних хромосомах можна чітко визначати кінці делецій. На малюнку наведені довжини і розташування восьми делецій в X-хромосомі, У гетерозигот з рецесивною мутації w буде проявлятися ознака білі очі тільки при втраті нормального алеля в гомологічною хромосомі. Так, у мух Df (I) N / w проявляється фенотип білі очі, а у Df (I) N64il6 / w - очі червоні.

Отже, ген white розташований в загальному для трьох делецій ділянці 3С2-3С6 і лівіше дистального кінця (ближче до теломер) делецій Df (t) H64i16 Цитологічні карти хромосом можна також будувати з використанням транслокацій і інверсій. Перші цитологічні карти хромосом D. melanogaster складені Ф. Добжанським. Метод перекриваються делецій використовував С. Бензер при внутрігенном картуванні мутацій у фага Т4. хромосому.