Генетичне картування хромосом людини.
1911 рік американська вчений Томас Морган вперше при вивченні успадкування ознак у мухи дрозофіли виявив, що успадкування деяких ознак не підкоряються законам Менделя. Його сотруднікЯнсенс вивчаючи хромосоми у дрозофіли приходить до висновку що у неё4 пари хромосом. Морган, вивчаючи які гени зчеплене успадковуються один з одним виявляє 4 групи зчеплення генів. Закономірно було припущення, що гени, що знаходяться в одній і тій же хромосомі успадковуються разом, зчеплене. Подальше розслідування показало, що в незначному відсотку випадків зчеплені гени успадковуються нарізно, окремо. Морган припустив, що гомологічні хромосоми можуть обмінюватися ділянками. Янсенс мікроскопіческіобнаружівает хиазму між гомологічними хромосомами і виникає припущення, що в хіазмі відбувається обмін ділянками. Це явище було названорекомбінаціейгенов ілікроссінговер. Томас Морган вивів несколькозаконов хромосомної теорії успадкування генів:
закон «гени знаходяться в одній хромосомі утворюють одну групу зчеплення і успадковуються разом.»
Закон «гени в хромосомі розташовуються лінійно один за одним»
закон «гомологічні хромосоми в мейозі коньюгіруют один з друом і між ними відбувається кросинговер.»
закон «між генами розташований в хромосомі далеко один від одного кроссинговер відбувається частіше а між генами близько розташованими вивчаючи нащадків можливо створити генетичні карти хромосом.»
Цитологічний обмін між хроматидами хромосом, як доведено, відбувається в хіазмі. Однак не в кожної хіазмі відбувається кросинговер. Приблизно кроссинговер відбувається в кожній другій хіазмі, тобто число хіазм в два рази більше ніж крос вірних подій. Одиницею генетичної карти (Про тетта), служить відстань, на якому в середньому відбувається один кроссинговер на сто гамет. Тое. Є один відсоток. Цю величину стали називатьсантіморганіда.
Принцип картування запропонований Морганом
На початку 30 років генетики вирішили використовуючи цей метод проектувати хромосому людини. Однак виникає ряд серйозних труднощів. Дуже тривалий, репродуктивний період у людини і не можна поставити схрещування в потрібному напрямку і складно визначити, як розташовуються гени в гомологічних хромосомах у людини
Не знаючи положення гена ми не можемо визначити хто з нащадків виник В результаті кросинговеру. Впервиеамеріканскій учений Маккьюсика запропонував метод, що дозволяють создатьгенетіческіе карти ікс хромосоми людини: потрібно пам'ятати що жінки мають ХХ-хромосоми, а чоловіки ху хромосому і вона генетично порожня і чоловіки гемізиготність за статевими хромосомами, тобто гени знаходиться у них в однині. Він вирішив дізнатися яку відстань знаходиться між геномгемофіліі і геномдальтонізма. Повинно бути присутніми обидва елемента в сім'ї. Дальтонізм і гемофілія це рецесивні гени.
Потрібно акцентувати увагу на батька жінки. метод був названий - методом Діда. Якщо внуки виникають схожими на негоне кроссоверним. несхожі на негокроссоверни. Маккьюсика порахував сто родин, встановив, що в 5% випадках мають місце кроссоверние нащадки між генами дальтонізму і гемофілії і отже відстань між цими генами дорівнює 5 сантімаргарін.
При вивченні хиазм в хромосомах людини було вперше встановлено що розміри Х- хромосоми у людини составляют160-250 сантімаргарін. а довжина всехаутосом 2650-3333 сантімаргарін. Такі коливання обумовлені тим що число хіазм у жінок в два рази більше ніж у чоловіків і число кроссинговеров теж більше, виявилося що це характерно практично для всіх тварин. Причини цього невідомі.
Такого роду генетичні карти не відображають дійсного розміру хромосом. Вони функціональні, тому що в гетерохроматинових районах кроссинговер відбувається ніж в деухроматінових районах, крім цього були створені і фізичні карти хромосом. Коли вдалося провести диференціальне фарбування хромосом і картировать бенди на хромосомах. На початку за допомогою методу вивчення хромосомних операції, наприклад, у людини втрачається яка-небудь хромосома або ділянку хромосоми і спостерігається втрата якихось функцій, наприклад, ферменту або навпаки, при збільшенні числа хромосом або ділянки хромосом дивляться що зайве з'явилося, наприклад: при синдромі Дауна зайва 21 хромосома -трісомія по 21 хромосомі і було встановлено що у них на 50% збільшується рівень ферментів лужної фосфотаза, кислої фосфотаза і галактоза фосфат уредіть трасфераза -гени цих ферментів дійсно знаходячи ся в Х- хромосомі. Наступними етап пов'язаний з тим що американському ученомуХайнс вдалося отримати гібриди клітин людини і миші, тобто злити разом цитоплазми і ядерна речовина миші і людини і утворюється ядро містить 40 хромосом миші і 46 хромосом людини, в цілому 86. Такі клітини стали називатьсінкаріони. Виявилося, що ці гібридні клітини можуть розмножуватися, але при цьому вони починають виштовхувати хромосоми людини, врешті-решт утворюються клітини містять 40 хромосом миші і 1 хромосому людини. Цитологічних можна визначити яка хромосома. Наступний етап за допомогою біохімії ми дивимося, що зайве випускає ця клітина. Ці ферменти пов'язані з 3 хромосомою лала Цей метод дозволив проектувати все хромосоми людини, але не можна було створити карту і як розташовані відносно один друга.Два вчених Госс і Хайнс запропонували свій метод як створити карту такий хромосоми. Цей метод називаетсястратегія дроблення. Полягає він в наступному: такі гібридні клітини опромінювали близько ста рентгенами і хромосоми людини ламаються і відбувається втрата ділянок хромосом причому на початку ламаються теломерні зони і далі вчені дивляться на що втратилася, які ферменти зникли. Наприклад, ферменти разом втрачаються і значить вони поруч і зчеплені один з одним і це дало можливість зробити карти.
1 - складання карти на якій позначені гени на початку хоча б гени знаходиться не більше ніж на два мільйони підставами а всього в хромосомах / людини три і дві десятих мільярд нуклеотиду. Дві мегабази.
2 частина потрібно завершити картування фізичних карт хромосом з цілим рішенням 0,1 Мегабаза.
3 повне секренірованіе ДНК молекули тобто встановлення порядку нуклеотидів
4 нанесення на карту кожного нуклеотиду один за одним.
Секренірованіе вирішили проводітьметодом Сенгера. за своє відкриття Сенгер отримав нобелівську премію. Цей метод називається ще методом обриву ДНК. На початку з хромосом людини яку поділяють отримують молекулу ДНК. Потім необхідно щоб двуцепочечной молекули стали одноланцюговий їх, при певних умовах, нагрівають і ланцюги відходять один від одного. Потім використовують особливі ферментирестріктази. Ці ферменти надрізають молекулу ДНК в певних ділянках. Далі починають на цих одноланцюгових шматочках ДНК синтезувати комплементарную нитку за допомогою ДНК полімерази для цього требуетсяпраймер це невеликий ділянки ДНК комплементарний початку ось цього одноланцюжкові фрагмента бо ДНК полімераза без затравки не може синтезувати ДНК. Далі вводять невелику колічествометкі ілірадіоактівную (фосфор) або жефлуоресцентная мітка. І звичайно суміш 4-х дезоксорібонуклеотідов. Після біосинтезу починається процес визначення за допомогою особливого реклінатор. Генетична карта Моргана, фізична карта окраш і секвенцевая карта. На даний період у кількох людей отримані карти секвенцевие генетичні карти і вперше вдалося встановити що тільки 3% ДНК пов'язано з тим поняттям яке зайняте генами, 97% зайнято різними послідовностями ДНК і ми не знаємо для чого ця частина потрібна. Що дає це відкриття: по-перше розслідування були направлені на виявлення послідовності нуклеотидів в патологічних генах, тобто в аномальних генах і ми знаємо. послідовність у 3 тисяч таких генів і ми можемо визначити є патологічні гени чи ні при генетичної консультації. У США можна складати генетичні паспорти з виявлення хвороб і роботодавці активно використовують при прийомі на роботу ці паспорти.