Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
Minnesota.)
18. Генетика соматических клеток: картирование генома
301
Внутрихромосомное картирование генов с помощью хромосомных перестроек
Идентификация индивидуальной хромосомы, в которой находится исследуемый
ген,-это только первый этап картирования. Основной задачей являются
установление порядка генов и их точная локализация. В некоторых случаях
метод анализа родословных позволяет расположить на генетической карте
хромосомы три и более маркеров. Использование более эффективных методов
генетики соматических клеток может дать более точную информацию.
Существенную помощь в таких исследованиях оказывают хромосомные
перестройки (см. гл. 21). Далее мы рассмотрим примеры использования
делеций, транслокаций или дупликаций для картирования генов.
Ген, кодирующий кислую фосфатазу 1 (ACPI) эритроцитов, расположен на
второй хромосоме. При цитологическом изучении кариотипов двух детей (из
двух разных семей), которые обладали множественными врожденными
аномалиями, удалось показать наличие делеции терминальной области
короткого плеча второй хромосомы. У одного из детей делеция хромосомы
начиналась с терминального района полосы 2р23 (рис. 18.7). Культура
клеток, полученных от этого ребенка, обладала ACPI-активностью. Эти
клетки несли аллель А в одной из гомологичных хромосом и аллель В в
другой. У второго ребенка делеция захватывала и проксимальный район
полосы 2рЗЗ. Клетки, содержащие такую хромосому, были лишены активности
этого фермента. Таким образом, можно заключить, что ген ACPI локализован
в полосе 2р23 (рис. 18.8).
У культивируемых клеток часто обнаруживаются хромосомные перестройки,
отсутствующие у индивидуумов, которые служили донорами исходных клеток. В
других случаях перестройки, например трансло-
Рис. 18.7. Вторая хромосома ребенка, несущая делецию терминального
фрагмента короткого плеча. Сплошная стрелка указывает положение
центромеры. Пунктирная стрелка-место разрыва в полосе 2р23. В эритроцитах
этого ребенка присутствует фосфатаза 1 (По Emmanuel В. S. et al., 1979.
Am. J. Med. Genet., 4, 167-172.)
Делеция [ 21
302
Экспрессия генетического материала
Рис. 18.8. Расположение гена ACPI в полосе 2р23. Верхняя стрелка
указывает место разрыва при делеции, в результате которой сохраняется
активность фосфатазы I (см. рис. 18.7). Нижняя стрелка указывает место
разрыва, при котором больной утрачивает эту активность. Локус ACPI
расположен между этими двумя точками разрывов.
Рис. 18.9. Транслокация между хромосомами человека X и 14. А. Две
нормальные хромосомы. Б. Транслоцированные хромосомы.
(По Rudde F.H., Creagan R.P., 1975. Annu. Rev. Genet., 9, 407-486.)
кации, уже присутствуют в мутантных организмах. На рис. 18.9 изображена
транс локация, произошедшая между хромосомой 14 и Х-хромосо-мой. Эта
транслокация была исследована цитологическими методами. В гибридной линии
клеток произошла утрата всех человеческих хромосом. Сохранилась только
хромосома 14, несущая транслоцированное длинное плечо Х-хромосомы. У этих
клеток обнаруживается экспрессия трех генов, локализованных в Х-
хромосоме. Это HPRT, кодирующий фос-форибозил-гипоксантин-трансферазу,
PGK, кодирующий фосфоглице-раткиназу, и G6PD, кодирующий глюкозо-6-
фосфат-дегидрогеназу. Таким образом, если транслоцированный сегмент
хромосомы начинается с полосы Xql2, то можно считать, что все три гена
располагаются между этой полосой и терминальной областью. В этой же
клеточной линии показана экспрессия аутосомного гена, кодирующего
нуклеозидфос-фотрансферазу (NP) и локализованного, таким образом, в
составе четырнадцатой хромосомы. Обнаружение двух дополнительных
транслокаций, в которые были вовлечены более короткие фрагменты Х-хро-
мосомы, позволило определить порядок изучаемых генов. Этот поря-док-ЯРЛТ-
PGK-G6PD-в направлении к терминальной области Xq.
Изменение уровня накопления фермента может помочь картировать
соответствующий дуплицированный ген. Ген GOT1, кодирующий растворимую
глутамат-оксалацетат-трансаминазу, расположен в хромосоме 10. Как
показано на рис. 18.10, были идентифицированы две клеточные линии, у
которых фрагмент хромосомы 10 был транслоцирован на хромосому 17 или 21.
Кроме того, у исследуемых клеток была сохранена и исходная хромосома 10.
Линия с транслокацией 10/21 характеризуется уровнем активности GOT,
сравнимым с таковым в контрольной
18. Генетика соматических клеток: картирование генома
303
Хромосома
I
Наблюдаемая
активность
фермента
Ожидаемая
активность
фермента
Ю С
10 С
17
17
Три фибробластные линии клеток
14,7 ±4
17
Два
GOT
локуса
10 С
10 С
17
17
19,2 + 5
17
Два
GOT
локуса
10 С
10 С
10/17
17
28,8±8
25,5
Три
GOT
локуса
Рис. 18.10. Хромосомный состав трех клеточных линий. Ожидаемая
ферментативная активность в линиях, изображенных в левом и среднем
столбцах совпала со средними экспериментальными значениями. У линии,
изображенной в правом столбце, уровень активности превышал значения,
