Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Генетическое картирование. Методы картирования генов. Севостьянова Наталия
Содержание
- 1. Генетическое картирование. Методы картирования генов. Севостьянова Наталия
- 2. План лекцииКартирование генов.Хромосомные карты.Цитологические карты.Методы картирования генов.Тестирование мутаций на аллелизм.Хромосомные мутации.
- 3. Генетическое картирование - это определение положения картируемого
- 4. Генетическая карта хромосомы это схема взаимного расположения
- 5. Составить такую карту можно только для объектов,
- 6. У кукурузы — свыше 400 генов, распределенных в 10 группах сцепления
- 7. Для составления генетических карт хромосом необходимо выявление множество мутантных генов и проведения многочисленных скрещиваний.
- 8. Генетические карты хромосом составляют для каждой пары
- 9. У менее изученных объектов число обнаруженных групп
- 10. Методы картирования генов Физическиеопределение с помощью рестрикционных
- 11. Тестирование мутаций на аллелизмФункциональный тест на аллелизм,
- 12. Если обе мутации действуют на разные независимые
- 13. Цис-тест - получают гибридов, у которых обе
- 14. Для построения генетической карты хромосомы эукариот используют
- 15. Мейотический кроссинговер - это сложный процесс, в
- 16. В норме генетические карты хромосом у эукариот
- 17. Кроссоверные обмены с ошибками воссоединения хроматид называются
- 18. Цитологическая карта составляется на основании изучения политенных
- 19. Цитологическая карта хромосомы представляет собой фотографию или
- 20. Метод цитологических карт основан на использовании хромосомных
- 21. Цитогенетические карты хромосом составляются на основе дифференциальной
- 22. Цитогенетические карты дают информацию о расположении гена
- 23. Расположение окрашенных участков (бэндов) специфично для каждой хромосомы.
- 24. Использование FISH-метода позволяет построить цитогенетические карты с
- 25. Картирование генов с помощью хромосомных мутаций Внутрихромосомные
- 26. ИнверсииИнверсии - хромосомные перестройки, связанные с поворотом
- 27. Парацентрическая инверсия – происходят два разрыва хромосом,
- 28. У особей, гетерозиготных по инверсии, в хромосомах
- 29. У гетерозиготных особей по парацентрической инверсии происходит
- 30. Дицентрик образует «хромосомный мост» в анафазе 1
- 31. При перицентрической инверсии, в случае перекреста между
- 32. Хромосомы с множественными инверсиями используют при создании
- 33. Использование делеций для локализации генов было названо
- 34. ТранслокацииХромосомные перестройки, в результате которых часть хромосомы
- 35. Внутрихромосомные транслокации возникают в результате образования трех
- 36. Две хромосомы в результате реципрокного обмена фрагментами
- 37. Самым ярким примером, когда с помощью транслокации
- 38. Картирование гена иногда может быть достигнуто за
- 39. При дупликации, наоборот, можно ожидать увеличение на
- 40. Слайд 40
- 41. Картирование генов с помощью гибридизации in situГибридизация
- 42. 1 этап выделение мРНК из какого-либо органа
- 43. Принцип in situ гибридизации крайне прост: денатурированная
- 44. Такие кДНК представляют собой экзоны тех генов,
- 45. Слайд 45
- 46. Слайд 46
- 47. Рестрикционный анализ.Сущность метода заключается в обработке ДНК
- 48. Слайд 48
- 49. Слайд 49
- 50. Слайд 50
- 51. Спасибо за внимание!
- 52. Скачать презентанцию
План лекцииКартирование генов.Хромосомные карты.Цитологические карты.Методы картирования генов.Тестирование мутаций на аллелизм.Хромосомные мутации.
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Генетическое картирование.
Методы картирования генов.
Севостьянова Наталия Владимировна
доктор медицинских наук,
Профессор кафедры
биологии и генетики
Слайд 2План лекции
Картирование генов.
Хромосомные карты.
Цитологические карты.
Методы картирования генов.
Тестирование мутаций на аллелизм.
Хромосомные
мутации.
Слайд 3Генетическое картирование - это определение положения картируемого гена относительно других
генов данной хромосомы.
Чем больше генов известно у данного вида,
тем точнее результаты. 
Слайд 4Генетическая карта хромосомы это схема взаимного расположения генов, находящихся в
одной группе сцепления.
Как известно, у D. melanogaster в диплоидном
наборе четыре пары хромосом.
Слайд 5Составить такую карту можно только для объектов, у которых изучено
большое число мутантных генов
Например, у дрозофилы идентифицировано свыше 500
генов, локализованных в 4 группах сцепления. I группа — половые хромосомы (XX — самки, XY — самцы), II, III, IV— аутосомы. 
Слайд 7Для составления генетических карт хромосом необходимо выявление множество мутантных генов
и проведения многочисленных скрещиваний.
Слайд 8Генетические карты хромосом составляют для каждой пары гомологичных хромосом.
Группы
сцепления нумеруют последовательно, по мере их обнаружения. Также указывают полные
или сокращённые названия мутантных генов, их расстояния в морганидах. Обозначают место центромеры.
Слайд 9У менее изученных объектов число обнаруженных групп сцепления меньше гаплоидного
числа хромосом.
У бактерий, которые являются гаплоидными организмами, имеется одна,
чаще всего непрерывная, кольцевая хромосома и все гены образуют одну группу сцепления.Генетическая карта хромосомы кишечной палочки.
Слайд 10Методы картирования генов
Физические
определение с помощью рестрикционных карт
электронной микроскопии
вариантов
электрофореза межгенных расстояний – в нуклеотидах
Генетические
определение частот рекомбинаций между
генами, в частности, в семейном анализе и др.Цитогенетические
гибридизации in situ
получение монохромосомных клеточных гибридов
делеционный метод и др.
Слайд 11
Тестирование мутаций на аллелизм
Функциональный тест на аллелизм, который позволяет определить,
принадлежат ли мутантные аллели одному локусу или разным.
Получают гибридов (гетерокарионов),
у которых две исследуемые мутации находятся на разных гомологичных хромосомах - Транс-положение. 
Слайд 12Если обе мутации действуют на разные независимые функции (затрагивают два
разных гена), то такой гибрид имеет дикий фенотип, так как
образуется дигетерозигота, в которой нормальные аллели доминируют над мутантными.Если исследуемые мутации действуют на одну и ту же функцию (повреждают один и тот же ген), то гибрид должен иметь мутантный фенотип.
Слайд 13Цис-тест - получают гибридов, у которых обе исследуемые мутации привнесены
одним из родителей, тогда как в хромосомах других содержатся нормальные
аллели.Гибриды с цис-положением мутаций должны иметь фенотип дикого типа независимо от того, относятся ли исследуемые мутации к одному или разным генам.
Это причина редкого использования
цис-теста.
Слайд 14Для построения генетической карты хромосомы эукариот используют мейотический и митотический
кроссинговер.
Сравнение генетических карт хромосом, построенных разными методами у одного
и того же вида, выявляет одинаковый порядок расположение генов, хотя расстояние между конкретными генами на мейотических и митотических генетических картах хромосом могут различаться. Некоторые из таких ошибок можно наблюдать, используя цитогенетические методы
Слайд 15Мейотический кроссинговер - это сложный процесс, в ходе которого возможны
ошибки.
Кроссоверный обмен осуществляется по типу разрыв-воссоединение.
Цитологической иллюстрацией этого
механизма может служить мейотический кроссинговер между разноокрашенными сестринскими хроматидами. Иногда воссоединение хроматид происходит неправильно, и это может приводить к образованию дицентрических хромосом и ацентрических фрагментов.
Слайд 16
В норме генетические карты хромосом у эукариот линейные.
При построении
генетических карт хромосом у гетерозигот по транслокации получается генетическая карта
хромосом в виде креста.Это указывает на то, что форма карт отражает характер конъюгации хромосом.
Слайд 17Кроссоверные обмены с ошибками воссоединения хроматид называются U-обменами. U-обмены обнаружены
у многих видов растений и животных. Наиболее подробно они изучены
у ржи ( Jones, Brumpton,1971 ). Частота U-конфигураций у ржи может достигать 30-40% на клетку, или 4-5% на бивалент. Частота несестринских U-обменов значительно выше, чем сестринских. Неправильное воссоединение хроматид может быть одним из факторов, приводящих к образованию несбалансированных гамет.
Слайд 18Цитологическая карта составляется на основании изучения политенных хромосом, что позволяет
сопоставить структуру синтезируемого белка с определенным участком хромосомы (геном), так
как транскрибируемый участок определяется под микроскопом в виде пуфа. Это позволяет определить локализацию гена.
Слайд 19Цитологическая карта хромосомы представляет собой фотографию или точный рисунок хромосомы,
на котором отмечается последовательность расположения генов.
Ее строят на основе
сопоставления результатов анализирующего скрещивания и хромосомных перестроек. Например, если хромосома с доминантными генами будет последовательно терять отдельные локусы (при воздействии на нее мутагенов), то в гетерозиготе начнут проявляться рецессивные признаки. Порядок проявления признаков будет указывать на последовательность расположения генов.
Слайд 20Метод цитологических карт основан на использовании хромосомных перестроек.
При облучении
и действии мутагенов в хромосомах часто наблюдаются потери (делеции) или
вставки (дупликации) небольших фрагментов, сравнимых по величине с одним или несколькими локусами.Например, можно использовать гетерозиготы по хромосомам, одна из которых будет нести группу следующих друг за другом доминантных аллелей, а гомологичная ей — группу рецессивных аллелей тех же генов ABCDE/abcde.
Если в хромосоме с доминантными генами произошла утрата отдельных генов, например DE, то у гетерозиготы ABC/abcde будут проявляться рецессивные признаки de.
На этом принципе основан метод перекрывающихся делеции, используемый при построении цитологических карт!!!
Слайд 21Цитогенетические карты хромосом составляются на основе дифференциальной окраски (темные и
светлые полосы) и картирования генов в отдельных локусах хромосом.
Слайд 22Цитогенетические карты дают информацию о расположении гена на хромосоме относительно
ее участков, идентифицируемых методами дифференциального окрашивания. Благодаря такому окрашиванию хромосома
в поле зрения микроскопа выглядит «поперечно исчерченной».
Слайд 24Использование FISH-метода позволяет построить цитогенетические карты с разрешением 2-5 Мб,
а его модификации для интерфазных хромосом - 0, 1 Мб.
Таким образом, локализация картированного с помощью FISH-метода гена может быть установлена с точностью до субсегмента и локусабэнда.
Слайд 25Картирование генов с помощью хромосомных мутаций
Внутрихромосомные мутации – преобразование
генетического материала в пределах одной хромосомы.
Межхромосомные – перестройки, в
результате которых две негомологичные хромосомы обмениваются своими участками. Хромосомные мутации – это изменения в структуре хромосом
Слайд 26Инверсии
Инверсии - хромосомные перестройки, связанные с поворотом отдельных участков хромосомы
на 180°, были открыты А. Стёртевантом в 1926 г.
Слайд 27Парацентрическая инверсия – происходят два разрыва хромосом, оба по одну
сторону от центромеры.
На участке между точками разрыва происходит поворот
180.Перицентрическая инверсия – точки разрывов расположены по обе стороны от центромеры.
Слайд 28У особей, гетерозиготных по инверсии, в хромосомах образуется петля.
У гомозиготных
особей по инверсиям кроссинговер происходит без изменений.
Слайд 29У гетерозиготных особей по парацентрической инверсии происходит «запирание» кроссинговера следующим
образом: в случае перекреста между генами С и D образуются
два продукта: ацентрические хромосомы и дицентрические хромосомы, т. е. без центромеры и с двумя центромерами соответственно.Обе комбинации летальны.
Слайд 30Дицентрик образует «хромосомный мост» в анафазе 1 мейоза, который виден
под микроскопом. Обе комбинации летальны.
Таким образом, в результате кроссинговера образуются
нежизнеспособные гаметы, и потомства нет. 
Слайд 31При перицентрической инверсии, в случае перекреста между генами С и
Д, также получаются два продукта.
Дупликация А и делеция F.
Каждая из
полученных хромосом несет дупликацию одного неинвертированного района хромосом и делецию другого. В результате такие гаметы нежизнеспособны и кроссоверы не выявляются. Так же как и парацентрические, перицентрические инверсии «запирают» кроссинговер.
Поскольку кроссинговер в инвертированном участке хромосомы «заперт», в нем могут формироваться блоки мутаций, отличные от тех, которые локализованы в гомологичном фрагменте хромосомы, но не инвертированном. Это явление называют инверсионный полиморфизм популяций.
Слайд 32Хромосомы с множественными инверсиями используют при создании балансеров, т. е.
линий, позволяющих поддерживать летальные мутации и мутации по плодовитости. Один
из примеров — линия СLВ.Более надежными балансерами, т. е. содержащими несколько инверсий, являются линии Base, Binsn. Конструирование балансерных хромосом по существу представляет собой первый пример генетической инженерии.
Другой пример балансеров — линия Су (загнутые крылья, летальность), в которой доминантная мутация сопряжена с длинной инверсией, захватывающей почти всю вторую хромосому.
В потомстве от скрещивания гетерозигот по Су выживают только мухи родительских классов, т. е. линия сбалансирована, и исследуемая леталь /, постоянно в ней поддерживается в гетерозиготном состоянии.
Слайд 33Использование делеций для локализации генов было названо методом делеционного картирования.
Делеции
Делеция – утрата участка хромосомы.
Делеции были открыты в
1917 г. К. Бриджесом генетическими методами. В нормальной хромосоме гены расположены в определенном порядке:
tABCDEF
При потере фрагмента хромосомы возможны два принципиальных варианта:
ABEF
или
ABC
т. е. может быть потеряна средняя или концевая часть хромосомы.
Слайд 34Транслокации
Хромосомные перестройки, в результате которых часть хромосомы переноситься в другое
место этой же хромосомы или на другую хромосому.
Но общее число
генов не меняется!!!Транслокации были открыты К. Бриджесом в 1923 г. у дрозофилы.
Слайд 35Внутрихромосомные транслокации возникают в результате образования трех разрывов и перенесения
хромосомного сегмента в другой район той же хромосомы.
Межхромосомные реципрокные
транслокации возникают в результате образования двух разрывов и обмена участками негомологичных хромосом. 
Слайд 36Две хромосомы в результате реципрокного обмена фрагментами образуют гетерозиготную транслокацию.
Если
образуются три разрыва и фрагмент хромосомы удаляется из одной хромосомы
и встраивается в другую — это инсерционная транслокация.
Слайд 37Самым ярким примером, когда с помощью транслокации был картирован ген,
является миопатия Дюшенна. Ген миопатии Дюшенна локализован в X хромосоме
и обычно проявляется тяжелой миопатией у мальчиков.Однако обнаружили несколько случаев типичной клинической картины миопатии у женщин. Они оказались связанными с транслокациями между хромосомой X и аутосомами, причем в хромосоме X разрыв всегда локализовался в районе Хр21.
Слайд 38Картирование гена иногда может быть достигнуто за счет использования эффекта
дозы гена.
В случае делеции следует ожидать уменьшение на 50
% продукта гена (это прежде всего может быть фермент). Именно таким способом был картирован ген кислой фосфатазы эритроцитов в хромосоме 2.
Слайд 39При дупликации, наоборот, можно ожидать увеличение на 50 % активности
ферментов, гены которых вовлечены в дупликацию.
Самым известным примером картирования
гена с помощью дупликации является супероксиддисмутаза, которая была картирована на хромосоме 21, так как ее уровень был постоянно повышен у больных с болезнью Дауна. Исследованы гены
APP: предшественник протеина бета-амилоида (A4) (пептидаза нексин-II, болезнь Альцгеймера)
CBS: цистатионин бета-синтаза
CLDN14: Клаудина 14
HLCS: голокарбоксилаза синтетаза (биотин- (проприонил-коекзим A-карбоксилаза (ATP-гидролитических) лигаза)
KCNE1: потенциал управляемый калиевый канал, член 1, семья Isk-связанных (англ. Potassium voltage-gated channel, Isk-related family, member 1)
KCNE2: потенциал управляемый Калыев канал, член 2, семья Isk-связанных (англ. Potassium voltage-gated channel, Isk-related family, member 2)
LAD: дефицит адгезии лейкоцитов (возможно также обозначения ITGB2, CD18, LCAMB)
SOD1: супероксиддисмутаза 1,
растворимый (амиотрофический боковой склероз 1 (у взрослых))
TMPRSS3: трансмембранным протеазы, серин 3
PCNT: центросомний перицентрин
DSCR1: критическая участок 1 синдромом Дауна
DYRK1A: киназа 1A, регулирующего тирозин- (Y) -фосфориляцию с двойной специфичностью
RRP1B: Рибосомальные процессинг РНК 1 гомолог B
S100B: кальций-связывающий белок из семейства S100
Слайд 41Картирование генов с помощью гибридизации in situ
Гибридизация in situ представляет
собой молекулярный метод, при котором специфический меченый зонд может гибридизоваться
прямо на цитологическом препарате, выявляя:- определенный тип мРНК в какой-то клетке или ткани;
- ген на хромосоме или фрагменты хромосомы;
- изменение количества мРНК (а значит и активности гена) в зависимости от периода онтогенеза или типа ткани.
- наличие в клетке вирусной ДНК;
- субмикроскопические делеции;
наличие генов, отвечающих за развитие рака, их локализацию и уровень их экспрессии.
Слайд 421 этап выделение мРНК из какого-либо органа или ткани для
характеристики функциональной дифференциальной активности генов в соответствующем органе. На основе
этих мРНК с помощью обратной транскриптазы получают кДНК.
Слайд 43Принцип in situ гибридизации крайне прост:
денатурированная меченая нуклеиновая кислота
наносится на цитологический препарат, прошедший необходимую предобработку, создаются условия для
формирования дуплекса меченой ДНК и ДНК цитологического препарата, несвязанная меченая ДНК отмывается, а затем проводится детекция гибридизованного ДНК-зонда.
Слайд 44
Такие кДНК представляют собой экзоны тех генов, которые проявляют активность
в исследуемом органе. Эти кДНК можно использовать как основу для
создания ДНК-зондов.Их можно метить флюоресцентными красителями, применять для флюоресцентной гибридизации с препаратами прометафазных хромосом, которые обработаны соответствующим образом для того, чтобы добиться денатурации нитей ДНК (FISH-анализ).
В этом случае ДНК-зонд гибридизуется с комплементарной последовательностью на хромосомах, и по флюоресцентному свечению выявляется и локализуется ген, с которого транскрибировалась мРНК, послужившая исходным звеном всего анализа.
Слайд 47Рестрикционный анализ.
Сущность метода заключается в обработке ДНК рестрикционными ферментами (специфическими
эндонуклеазами), разрезающими молекулу ДНК по определенным последовательностям нуклеотидов. После этого
анализируют полученные фрагменты, специфические для каждого вида или варианта микроорганизма.
