Картування геномів
Інформація, яку містить карта геному. Способи використання генетичної карти. Експресія досліджуваних генів у культурах клітин в основі методів картування геному. Картування генів за допомогою ДНК-зондів. Стратегічні підходи до картування геномів.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 18.10.2013 |
| Размер файла | 311,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Полтавський національний педагогічний університет імені В.Г. Короленка
Кафедра ботаніки
Реферат на тему:
Картування геномів
Виконала студентка П-44 групи
Бутенко Яна
Полтава 2013
Зміст
- 1. Карта. Картування геномів
- 2. Картування генів за допомогою ДНК-зондів
- Висновок
1. Карта. Картування геномів
Карта - це графічна схема, що дозволяє обчислити, де розташовується і як добратися туди, куди ви хочете попасти. Карта генома, відповідно, - це графічна схема, яка допомагає дослідникам орієнтуватися в геномі, шукати в нім місця, які можуть бути важливі і цікаві.
Карта генома може містити різну інформацію: розташування специфічних генів або регуляторних сайтів, але вона також містить великі пропуски, тому що постійно передивляється відповідно до нових даних про геном, які отримують учені. У простому вигляді карта генома є прямою лінією, як і молекулами ДНК, яка складає геном. По всій довжині розташовані різні орієнтири, помічені буквами і цифрами, які дозволяють дослідникам ідентифікувати окремі ознаки.
Карта - не одне і те ж, що і послідовність підстав генома. Розташування деяких генів на карті можна обчислити без визначення послідовності підстав. Фактично, карта допомагає секвенувати геном, даючи ключі до того, що взаємному має в своєму розпорядженні специфічних фрагментів ДНК в мозаїці генома. Крім того, карта забезпечує коштовну інформацію, яку не може надати секвенування генома.
Секвенс генома - це всього лише послідовність з одних і тих же чотирьох букв в безконечній отупляючій варіації. Навіть вчений не зможе, поглянувши на послідовність підстав ДНК, миттєво обчислити її функцію. Вставивши послідовність підстав на правильне місце карти, ви отримуєте ключ до розгадки функції цієї послідовності, якщо лише вона існує.
карта геном ген клітина
Типова карта геному
Ось один із способів використання ученими генетичної карти. Передбачите, що вони хочуть з'ясувати розташування певного гена, що викликає захворювання. Спочатку обстежують декілька сімей, страждаючих цим захворюванням, щоб взнати, з якими генетичними ознаками пов'язана хвороба. Гени будь-яких ознак, що мають тенденцію успадковуватися разом з схильністю до хвороби, з великою вірогідністю можуть бути локалізовані на одній хромосомі поряд з генами, що викликають хворобу. Вони можуть бути маркерами для пошукового гену хвороби. Визначивши декілька маркерів з тим, що відомим має в своєму розпорядженні па хромосомі, учені можуть з великою точністю, до декількох мільйонів пар підстав, встановити розташування гена, що викликає хворобу. Потім вони можуть сфокусувати зусилля на частини генома, що несе вказаний ген, і шукати ген, який має різну послідовність підстав в здорових і хворих людний, або ген, функції якого можуть бути пов'язані з хворобою.
Саме так були ідентифіковані гени, пов'язані з фіброзом сечового міхура і хворобою Гантінгтона. Проте ця дорога довга і трудомістка, тому метою генетиків залишається розробка детальніших карт геномів. Використання таких карт дозволить дослідникам з точністю знаходити в геномі послідовності, які їм потрібні. Існує два типи генетичних карт: карти генетичного зчеплення і фізичні карти. Карти генетичного зчеплення показують порядок розташування генів на хромосомі і відносні відстані між ними. Карта Стюртеванта була побудована на генетичних ознаках, фізично видимих у плодових мушок, з якими він працював. Сьогодні набагато складніші карти зчеплення генів будуються на визначенні спадкоємства специфічних послідовностей ДНК. Фізичні карти показують кількість підстав ДНК між двома генетичними мітками. Вони засновані на сайтах (крапках), помічених певними послідовностями підстав (СТС).
СТС - це послідовність в ДНК, яка знаходиться в єдиній точці генома. Її протяжність складає декілька сотів підстав. Вона може бути частиною гена, але це не обов'язково. Оскільки СТС зустрічається лише в одному місці генома, то як тільки вона попадається у фрагменті ДНК при секвенуванні, ви можете визначити розташування фрагмента в геномі. Нові карти геномів поєднують межі обох типів карт. Карти, які включають послідовності і розташування всіх генів організму, побудовані для більше 150 організмів. Проте більшість з них - віруси з дуже маленькими геномами, що вказує на складнощі, з якими стикаються "картографи" карт геномів.
2. Картування генів за допомогою ДНК-зондів
Методи картування генів, які обговорювалися в попередніх розділах, були засновані на експресії досліджуваних генів у культурах клітин. Гени, які кодують ферменти клітинного метаболізму і гени, які кодують поверхневі антигени, такі, як білки головного комплексу гістосумісності або антигени групи крові, задовольняють цій умові. Гени, які не володіють подібним фенотипічним проявом, не можуть бути картовані лише з використанням описаних методів. Це обмеження вдається перебороти за допомогою методів генної інженерії. При цьому стає можливим картування будь-яких послідовностей ДНК, для яких можна одержати відповідний ДНК-зонд. Ці методи внесли воістину революційний переворот у генетичний аналіз гібридів соматичних кліток.
Перше застосування методів роботи з рекомбінантними ДНК для картування генів людини включало ДНК-гібридизацію в розчині. Таким чином, вдалося картувати гени б - і в-глобінів. Зонди, які представляють собою комплементарні ДНК (кднк) цих генів, були отримані за допомогою зворотної транскрипції очищених б - і в-глобінових матриць. Ці зонди у певних умовах не взаємодіють один з одним або з глобіновими генами миші, але утворять стабільні дуплекси при обжизі з відповідними послідовностями ДНК людини. Глобінові кДНК-зонди використовували для тестування в розчині препаратів ДНК, виділених з різних гібридних клонів. Утворення стабільного дуплекса між кДНК-зондом і ДНК досліджуваного препарату свідчило про присутність людських глобінових генів у геномі відповідної гібридної лінії. Каріологічний аналіз виявлених у такий спосіб гібридних клонів дозволив зробити висновки, що гени в-глобінової родини розташовані в хромосомі 11, а б-глобінові в хромосомі 16.
Для проведення гібридизаційного аналізу в розчині потрібно велика кількість ДНК. Додаткові труднощі пов'язані також з можливістю перехресної гібридизації між гомологічними генами людини і миші. Більшість цих труднощів можуть бути подолані за допомогою блот-гібридизації за Саузерном. На першому етапі відповідний ДНК-зонд мітять радіоактивними ізотопами (такими, як 32Р або 3Н) за допомогою нік-трансляції. Потім з гібридних ліній клітин, які несуть визначені хромосоми людини, виділяють препарати тотальної ДНК. Препарати ДНК обробляють рестрикуючими ендонуклеазами, а отримані фрагменти ДНК розділяють гель-електрофорезом, денатурують і переносять на нітроцелюлозні мембранні фільтри. На фільтрах здійснюється гібридизація з тим або іншими міченими ДНК-зондами. Для більшої ефективності можна розділяти ампліфіковані фрагменти хромосомної ДНК. Для цього використовують їхнє попереднє клонування на фагових векторах.
Після гібридизації фільтри накладають на рентгенівську плівку, на якій після прояву виявляються смуги, які відповідають рестрикційним фрагментам, які містять послідовності ДНК, гомологічні даному зондові. Гени співвідносять з певними хромосомами людини на підставі кореляції між присутністю даної хромосоми в гібридній клітинній лінії і наявністю фрагмента людської ДНК, який гібридизується на радіоавтограмі. Даний метод більш чуттєвий, ніж гібридизація ДНК у розчині і, головне, більш специфічний. Метод гібридизації по Саузерну, поєднаний з підходами, розробленими для генетичного аналізу соматичних клітин, з успіхом застосовувався не тільки для картування визначених генів, але і для локалізації послідовностей ДНК із невідомими функціям, знайденими в бібліотеках генів людини.
3. Стратегічні підходи до картування геномів
В наш час виділяють три основних підходи до картування геномів, що відрізняються часом появи, потрібною методичною базою і спектром можливостей: функціональний, кандидатний і позиційний.
Висновок
Важливу роль в прогресі картування геному людини відводять мутантним генетичним лініям тварин (в більшості випадків це мутантні лінії мишей), моделюючи різні спадкові захворювання людини. Добре відпрацьовані експериментальні основи конструювання генетичних моделей на базі культивування ембріональних стовбурових клітин сайт-специфічного руйнування генів або введення в них визначених мутантних алелей in vitro, відбору клонів з генетичними модифікаціями і пересадки їх в ранні зародки. В результаті подібних маніпуляцій вдається отримати лінії тварин, з мутаціями в окремих генах. В даний час напрацьовано достатньо ефективні підходи для локалізації і ідентифікації генів експериментальних тварин. Високий відсоток подібності по нуклеотидним послідовностям між кодуючими областями гомологічних генів людини, а також велике число консервативних груп щеплення з ідентичним розташуванням генів, так званих синтенних груп щеплення, що дозволяють проводити паралельні дослідження на модельних об'єктах, значно прискорюючи ефективність картування і молекулярного аналізу індивідуальних генів людини.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вивчення геному людини в рамках міжнародної програми "Геном людини". Особливості гібридизації клітин у культурі, картування внутрішньо хромосомного і картування за допомогою ДНК-зондів. Можливості використання знань про структуру геному людини в медицині.
курсовая работа [354,6 K], добавлен 21.09.2010Поняття і рівні регуляції експресії генів. Їх склад і будова, механізм формування і трансформування. Транскрипційний рівень регуляції. Приклад індукції і репресії. Регуляція експресії генів прокаріот, будова оперону. Огляд цього процесу у еукаріот.
презентация [1,7 M], добавлен 28.12.2013Історія відкриття зчепленого успадкування, його види та умови виникнення; розрахунок частоти рекомбінацій. Основні положення хромосомної теорії Моргана. Поняття цитогенетичного картування хромосом. Поняття кросинговеру; інтерференція, коінденція.
презентация [3,0 M], добавлен 28.12.2013Закономірності успадкування при моногібридному схрещуванні, відкриті Менделем. Закони Менделя, основні позначення. Використання решітки Пеннета для спрощення аналізу результатів. Закон чистоти гамет. Різні стани генів (алелі). Взаємодія алельних генів.
презентация [4,0 M], добавлен 28.12.2013Аналіз генетичних особливостей мікроорганізмів. Нуклеоїд як бактеріальна хромосома. Плазміди та епісоми як позахромосомні фактори спадковості. Практичне використання знань з генетики бактерій. Способи генетичної рекомбінації. Регуляція експресії генів.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 28.03.2014Характеристика генетичного апарату бактерій. Особливості їх генів та генетичної карти. Фенотипова і генотипова мінливість прокаріот. ДНК бактерій. Генетичні рекомбінації у бактерій: трансформація, кон’югація, трансдукція. Регуляція генної активності.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 21.09.2010Об'єкти і методи онтогенетики. Загальні закономірності і стадії індивідуального розвитку. Генетична детермінація і диференціація клітин. Диференційна активність генів і її регуляція в процесі розвитку. Летальна диференціація клітин за розвитку еукаріотів.
презентация [631,0 K], добавлен 04.10.2013Сутність та завдання генної інженерії. Використання ферментів рестрикції у методі рекомбінантних ДНК. Механізми клонування генів і трансформації еукаріот. Методи гібридизації соматичних клітин. Структура та функції гена. Протиріччя критеріїв алелізму.
презентация [3,1 M], добавлен 04.10.2013Вивчення механізмів зміни, розмноження та реплікації генетичної інформації. Особливості організації, будови та функції клітин. Забезпечення редуплікації ДНК, синтезу РНК і білка. Характеристика еукаріотів та прокаріотів. Кінцеві продукти обміну речовин.
реферат [1,0 M], добавлен 19.10.2017Основні етапи створення генетично модифікованих організмів. Експресія генів у трансформованій клітині. Селекція трансформованого біологічного матеріалу (клону) від нетрансформованого. Перспективні методи рішення проблеми промислових забруднювачів.
презентация [5,1 M], добавлен 05.03.2014Хромосомна теорія спадковості. Кросинговер та конверсія генів. Хромосомні типи визначення статі. Експериментальне дослідження особливостей успадкування мутацій "white" та "cut" (відповідно "білі очі" та "зрізані крила") у Drosophila melanogaster.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 30.11.2014Основні процеси, за допомогою якого окремі клітини прокаріотів і еукаріотів штучно вирощуються в контрольованих умовах. Здатність перещеплених клітин до нескінченного розмноженню. Культивування клітин поза організмом. Основні види культур клітин.
презентация [1,3 M], добавлен 16.10.2015Особливості та основні способи іммобілізації. Характеристика носіїв іммобілізованих ферментів та клітин мікроорганізмів, сфери їх застосування. Принципи роботи ферментних і клітинних біосенсорів, їх використання для визначення концентрації різних сполук.
реферат [398,4 K], добавлен 02.10.2013Основна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів. Основні типи клітин. Будова, розмноження клітин та утворення білка. Колоніальні та багатоклітинні організми. Заміщення відмерлих та пошкоджених тканин організму. Способи поділу клітин.
презентация [5,6 M], добавлен 18.12.2011Характеристика та відомості про віруси. Функціональні особливості будови та експансії геному фітовірусів. Регенерація рослин з калюсу. Патогенез та передача вірусних інфекцій. Роль вірусів в біосфері. Мікрональне розмноження та оздоровлення рослин.
учебное пособие [83,6 K], добавлен 09.03.2015Технології одержання рекомбінантних молекул ДНК і клонування (розмноження) генів. Створення гербіцидостійких рослин. Ауткросінг як спонтанна міграція трансгена на інші види, підвиди або сорти. Недоліки використання гербіцид-стійких трансгенних рослин.
реферат [17,5 K], добавлен 27.02.2013Використання методів біотехнології для підвищення продуктивності сільськогосподарських культур. Розширення і покращення ефективності біологічної фіксації атмосферного азоту. Застосування мікроклонального розмноження. Створення трансгенних рослин.
курсовая работа [49,7 K], добавлен 23.07.2011Біотехнологія мікроорганізмів та їх різноманітний світ. Створення мікроорганізмів-продуцентів та отримання генетичних рекомбінантів. Застосування рекомбінантних ДНК для переносу природних генів. Виробництво харчових білків, амінокислот та вітамінів.
реферат [21,8 K], добавлен 16.01.2013Дослідження Менделя. Спадкоємство при моногібридному схрещуванні і закон розщеплювання. Ген, як одиниця функції, рекомбінації, мутації. Дигібридне схрещування і закон незалежного розподілу. Короткий виклад суті гіпотез Менделя. Характеристика приматів.
контрольная работа [28,8 K], добавлен 10.03.2011Закон Моргана, неповне домінування, кодомінування, наддомінування. Закономірності взаємодії неалельних генів. Успадкування, зчеплене зі статтю. Закономірності успадкування фенотипу. Мінливість, її види, модифікаційна мінливість. Успадкована мінливість.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 26.09.2015
