Стратегия идентификации генов наследственных болезней человека.

Установление локализации гена наследственной болезни или любого другого гена возможно, когда можно установить или предположить фазу сцепления для наследуемого гена и полиморфного маркерного локуса, когда носитель гена наследственной болезни будет гетерозиготен по аллелям маркерного локуса. Поэтому для анализа сцепления используют те меркерные локусы, которые имеют выраженный полиморфизм.

Генетическое картирование. Общие принципы идентификации генов.

Идентификация неизвестного гена, мутации которого ответственны за развитие заболеваний, включает в себя несколько этапов:

1. Проводится генетическое картирование гена на хромосоме (Генетическая карта – система элементов генома, упорядоченная на основе их хромосомной принадлежности и взаимном расположении в пределах отдельных хромосом);

2. клонирование и секвенирование соответствующего гена;

3. идентификация мутаций, приводящих к заболеванию;

4. Отбор и сортировка генов кандидатов

Для построения генетических карт применяют следующие подходы:

· Анализ генетического сцепления оценивается на основе рекомбинаций в меозе. Гены в одной хромосоме рекомбинируют за счет кроссинговера, т.е. обмена участками между гомологичными хромосомами. При этом порядок генов не нарушается, но в потомстве могут появится новые комбинации родительских аллелей

· В настоящее время анализ проводят, используя большое число маркеров, распределенных по всему геному(мультилокусный анализ сцепления). При этом рассчитывается соотношение вероятностей для каждого интервала между двумя соседними маркерами.

· Для установления факта сцепления на генетичекой карте, необходимо знание интервала между двумя соседними маркерами – интервалы со значением лод – балла, превышающее пороговое и есть наиболее вероятные области локализации гена.

 

Генетическое картирование основано на изучении частот рекомбинаций гомологичных хромосом в мейозе. Причина нарушения сцепления генов-кроссинговер. Постоянство процента кроссинговера используется как показатель относительного расстояния между ними и порядка их расположения при составлении генетических карт хромосом. За единицу расстояния между генами принята морганида. (1сМ=1 млн.пар нуклеотидов=от 10 до 100 генов). Морганида-единица сцепления генетических маркеров.

Физическая карта генома. Для создания физичской карты генома клонированные фрагменты необходимо маркировать. Это было сделано с помощью коротких сиквенсов с помощью ПЦР. Физическая карта генома создана на основе анализа перекрывания, взаимного расположения всех фрагментов геномной ДНК. Физический размер генома 3,3*  пар нуклеотидов. Сиквенс ДНК - последовательность нуклеотидов ДНК. Секвенирвоание ДНК позволяет, в частности, расшифровать структуру гена, установить природу мутаций в нем, определить аминокислотную последовательность в молекуле белка, кодируемого этим геном. Результаты сиквенса генома человека представляют интерес с позиции молекулярной биологии, так как изучают соотношение уникальных и повторяющихся последовательностей в геноме, соотношение последовательностей, кодирующих полипептиды и синтез РНК, плотность генов в геноме, эволюционное происхождение генома и его отдельных частей и др. С точки зрения практических позиций: изучение секвернирования генов, обуславливающих наследственные болезни - основа профилактической генетики. Выявление генов, представляющих интерес для фармакогенетики, является основой синтеза лекарственных средств для генотерапии. Создание карт различных ДНК-полиморфизмов используется для выявления генов предрасположенности к частым заболеваниям.