 |
Основные свойства и характеристики маркеров
|
|
|
|
Используемые маркеры должны обладать определёнными свойствами и отвечать ряду требований, к ним относятся:
1. Фенотипические проявления аллельных вариантов должны быть доступны для идентификации у различных особей;
2. Аллельные замещения в одном локусе должны быть отличимы от аллельных вариантов в других локусах;
3. Существенная часть аллельных замещений в каждом изучаемом локусе должны быть доступна для идентификации;
4. Изучаемые локусы должны представлять случайную выборку генов в отношении их физиологических эффектов и степеней изменчивости;
5. Маркеры должны обладать равномерным распределением по локализации в геноме;
6. Маркеры должны обладать лёгкой выявляемостью и воспроизводимостью;
7. Получаемые данные должны быть сопоставимы в разных лабораториях;
8. Необходима возможность автоматизации их выявления;
9. Маркеры должны обладать относительной нейтральностью (Рыбчин, 2002).
Все приведѐнные маркеры имеют свои преимущества и недостатки. При выборе маркера для исследования стоит обращать внимание на полиморфность, воспроизводимость, кодоминантность (в некоторых случаях важно, чтобы в фенотипе проявлялись все аллели), трудоѐмкость маркирования и стоимость (некоторые маркеры требуют весьма дорогостоящих методов исследования, например, секвенирование).
Полиморфизм (Polymorphism) - (в генетике) состояние, при котором хромосома или какой-либо генетический признак существует в организме в нескольких формах, что приводит к сосуществованию более одного морфологического типа в одной популяции (Инге-Вечтомов, 1989).
Генетический полиморфизм
Более 99% генов людей практически одинаковы. Относительно небольшое различие в генах любого из нас имеет принципиальное значение, поскольку определяет нашу индивидуальность. Облик каждого человека неповторим, так же как и то, что все мы имеем характерные особенности организма, которые касаются обмена веществ, усвоения пищи и медикаментов, реакции на факторы окружающей среды, стрессы, физические нагрузки и т.д. Генетический полиморфизм - генетическое разнообразие, разная вариация генов (poly – много, morpho – форма). Наличием полиморфизма генов объясняются нарушения структуры и свойств тех белков, которые вырабатываются в организме, т.е. изменения в протеоме.
|
|
|
Генетический полиморфизм может быть обусловлен: заменой нуклеотидов, дупликацией, вставками, выпадениями, нуклеотидными повторами. Генетический полиморфизм может носить количественный или качественный характер. Некоторые из полиморфизмов встречаются довольно часто, другие – очень редко.
Однонуклеотидная замена
Однонуклеотидный полиморфизм англ. Single nucleotide polymorphism, SNP) отличия последовательности ДНК размером в один нуклеотид (A, T, G или C) в геноме представителей одного вида или между гомологичными участками гомологичных хромосом индивида. Две последовательности ДНК AAGCCTA и AAGCTTA отличаются на один нуклеотид. В таком случае, говорят о существовании двух аллелей: C и T. SNP возникают в результате точечных мутаций
Именно ОНП особенно важен для молекулярной диагностики болезней. Генетически каждый человек обладает уникальной последовательностью нуклеотидов, которых около 3 миллиардов пар в хромосомах. Геном каждого человека содержит порядка генов. Мутации или изменения в любом из этих генов могут привести к болезни, инвалидности или сократить срок жизни. Эти мутации могут передаваться от одного поколения другому так же, как унаследованные рыжие волосы матери или карие глаза отца. Мутации в некоторых случаях могут произойти спонтанно, в результате отрицательного воздействия физических (например, различные виды излучения, радиация, и т.п.), химических (канцерогены, окислительный стресс и т.п.) или биологических (вирусы) факторов окружающей среды. Эти генетические различия вносят важный вклад в индивидуальные особенности развития защитных реакций и предрасположенность к целому ряду заболеваний.
|
|
|
Изменения функции при генетическом полиморфизме могут быть: выгодными для организма, нейтральными или слабо отрицательными, отрицательными, выгодными в определенной среде и отрицательными в другой. В общечеловеческой популяции полиморфизмы встречаются с частотой свыше 1–2%. Классическим примером полиморфизма генов являются 4 группы крови.
Особенности спектров генетических полиморфизмов в зависимости от географических условий, диеты, расовой (этнической) принадлежности результат действия естественного отбора. При определенных условиях некоторые генетические полиморфизмы могут либо предрасполагать, либо препятствовать проявлению различных заболеваний. Гены, аллельные варианты которых при наличии определенных условий предрасполагают к определенным заболеваниям, получили название генов предрасположенности.
Мутации и генетический полиморфизм - Мутация - количественные и качественные изменения в структуре ДНК организма. - Если мутации происходят в половых клетках, то такие изменения (и их последствия) наследуются. - Среди людей генетические мутации возникают с частотой менее 1– 2%. - Мутации либо несовместимы с жизнью, либо ведут к неэффективному функционированию генома и развитию патологии – заболевания. Однако принципиальное отличие мутации от полиморфизма генов заключается не в их распространенности, а в последствиях изменения ДНК.
Полиморфизмы приводят к тому, что организм становится предрасположенным к развитию одних заболеваний и резистентным к возникновению других. Полиморфизмы гена не позволяют определить время появления той или иной болезни, но по ним можно выявить индивидуальный риск подверженности заболеваниям и негативным факторам окружающей среды, особенности обмена веществ, метаболизма лекарств, поведения.
Знание генетического полиморфизма генов предрасположенности к ряду заболеваний не означает, что данные патологические состояния обязательно разовьются. Здоровье определяется не только набором генов, но и их взаимодействием с внешней (для них) средой: биологической – нерациональное питание и дисбаланс питательных компонентов, потребление алкоголя, токсикомания, сигаретный дым, выхлопные газы, загрязнение атмосферы, питьевой воды, нерегулярный сон, различные инфекции, гормональный дисбаланс; психологической – климат в семье, на работе, наличие/отсутствие друзей и т.д.; электромагнитной – компьютер, мобильный и радиотелефоны, СВЧ-печь, телевизор и другая бытовая техника, проходящая рядом с домом высоковольтная линия электросети и т.д. (дата обращения:18.02.2017 http://www.myshared.ru/slide/847261/).
|
|
|
Заключение
Достижения в молекулярной генетике за последние 28 лет позволяют проводить оценку полиморфизма аллельных генов на уровне ДНК. ДНК полиморфизм может быть тестирован различными способами – это и непосредственное определение нуклеотидной последовательности интересующего гена (Сиквенирование, наиболее дорогой, долгий, сложный и точный метод), и составление рестрикционных карт организмов (ПДРФ), и амплификация различных участков ДНК (RAPD-PCR, ISSR-PCR), и гибридизация ДНК (FISH, GISH, блоттинги) и т.д. Эти методы являются наиболее чувствительными и достоверными, они позволяют выявить полиморфизм не только экспрессирующих последовательностей, но и регуляторных, и неэкспрессирующих (например, комплекс генов «молочности» быка (дата обращения: 18.02.2017 http://geolike.ru/page/gl_992.htm).
Список литературы
1. Абрамсон Н.И. Молекулярные маркеры, филогеография и поиск критерия разграничения видов // Труды Зоологического института РАН. – 2009.– №1. – С. 185-198.
2. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. – Москва: Высшая школа,1989. –591 с.
3. Лебедева М. В., Э. А. Левкоев, В. А. Волков, А.А. Фетисова, С.В. Навалихин, Д. А. Шабунин, Ю.И. Данилов, А.В. Жигунов, Е. К. Потокина. Опыт восстановления утерянных селекционных достижений методом микросателлитного анализа // Генетика. –2016. – Т.52. № 10. – С 23– 31.
4. Ридли М. Геном. – Москва: Эксмо,2010. – 432 с.
5. Рыбчин В.Н. Основы генетической инженерии. – Санкт- Петербург:: СПбГТУ, 2002. –522 с.
6. Woese C., Kandler O., Wheelis M., Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya // PNAS. – 1990. – Vol. 87. – P. 4576-4579.
7. дата обращения: 18.022017 http://geolike.ru/page/gl_992.htm.
8. дата обращения:18.02.2017 http://www.myshared.ru/slide/847261/.
9. дата обращения: 18.02.2017 http://geolike.ru/page/gl_992.htm.
|
|
|
