Генетические маркеры. Банк генов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад

Генетические маркеры. Банк генов

Выполнила:

Невойт Ольга

Группа 103

«Лечебное дело»

2013

Генетический маркер - ген или последовательность ДНК с известным местоположением на хромосоме, которая может использоваться, чтобы идентифицировать клетки, людей или разновидности. Это изменение может возникнуть из-за мутации или изменения в геномных местах. Генетический маркер может быть короткой последовательностью ДНК или длинный, как мини спутники. генетический маркер молекулярный

Генетические маркеры могут использоваться, чтобы изучить отношения между унаследованной болезнью и ее генетической причиной (например, особая мутация гена, который приводит к дефектному белку). Известно, что части ДНК, которые лежат друг около друга на хромосоме, имеют способность быть унаследованными вместе. Это позволяет использовать маркер чтобы определить точный образец наследования гена, который еще не был точно ограничен.

Успехи в развитии генетических исследований обусловлены наличием информативных генетических маркеров. Первоначально в качестве генетических маркеров использовались морфологические (фенотипические) признаки, например, с использованием маркеров этого типа в 1913 г. была построена первая генетическая карта. Однако количество информативных маркеров этого типа ограничено. Кроме того, морфологические признаки могут иметь сложный характер наследования и часто зависят от условий внешней среды. Развитие молекулярных методов исследований позволило создать новые тест-системы.

· Биохимические маркеры Первыми молекулярными маркерами были маркеры, созданные на основе анализа белкового полиморфизма (биохимические маркеры). Использование нескольких сотен биохимических маркеров позволило оценить уровень генетического полиморфизма у более 2000 биологических видов (от микроорганизмов до человека) и разработать основные теоретические положения популяционной генетики. В ходе исследований выяснились и ограничения в применении этого типа маркеров. Прежде всего, это то, что анализ белков позволяет исследовать полиморфизм только белок-кодирующих последовательностей и только у экспрессирующихся генов. У высших эукариот всего около 1% генома составляют белок - кодирующие последовательности, таким образом от внимания исследователей ускользает основная часть генома. При этом из анализа исключаются такие функционально-значимые участки, как промоторные области, энхансеры, различные сайты регуляции, расположенные в интронах, нетранслируемых областях генов, а также вне генов, часто на значительном расстоянии от кодирующей последовательности.

· Более перспективным представляется использование в качестве маркерных систем полиморфных нуклеотидных последовательностей ДНК, позволяющих тестировать генетический полиморфизм на уровне генов, а не на уровне продуктов генов. ДНК-маркеры позволяют решить проблему насыщения генома маркерами и маркировать практически любые участки ДНК, в том числе некодирующие. Также эта маркерная система дает возможность использовать для анализа любые ткани и органы, независимо от стадии развития организма и имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими типами маркеров.

Свойства ДНК маркеров

Полезные свойства

* Возможность тестирования любых последовательностей генома.

* Повсеместность распространения.

* Возможность анализа материнского типа наследования (митохондриальная ДНК).

* Возможность анализа отцовского типа наследования (Y-хромосома).

* Стабильность наследования.

* Отсутствие плейотропного эффекта.

* Множественность аллелей.

* Информативность о природе генетических изменений.

* Возможность проведения ретроспективных исследований.

Методическое удобство

* Возможность определения в любых тканях.

* Возможность определения на любых стадиях развития.

* Длительность хранения образцов ДНК.

* Возможность использования гербарного материала, ископаемых остатков и т.п

Отсутствие ограничений в количестве маркеров

* Отсутствие ограничений в числе маркеров на образец.

* Наличие маркеров для белок-кодирующих последовательностей.

* Наличие маркеров для некодирующих последовательностей (интронные, межгенные, регуляторные области и т.п.).

* Наличие маркеров для повторяющихся последовательностей

· ДНК-маркеры, основанные на анализе рестрикционного полиморфизма ДНК. Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов. Широкое применение этих маркеров началось с 1980 г., после выхода работы Ботштейна, в которой были изучены свойства ПДРФ как генетического маркера, дано теоретическое обоснование его использования и предложен метод оценки уровня информативности.. Автор применил метод для картирования генома человека. ПДРФ используют для анализа полиморфизма конкретных локусов (генов). Способ анализа ПДРФ сводится к обработке ДНК рестриктазами с последующим разделением полученной смеси и определением длин рестрикционных фрагментов.

С использованием ПДРФ-маркеров были получены первые успешные результаты по построению молекулярно-генетических карт многих видов растений и животных, накоплены обширные сведения о генетическом полиморфизме различных организмов, выявлены ассоциации с хозяйственно-полезными признаками. Важным достоинством данного типа маркеров является высокая воспроизводимость результатов. Высокий консерватизм ПДРФ-маркеров позволяет использовать их при сравнительном картировании родственных видов. Например, появление детальных генетических карт многих растений позволило сравнить между собой ряд геномов, благодаря использованию общего набора ПДРФ-зондов.

· ДНК-фингерпринт- позволяет исследовать полиморфизм множества локусов повторяющихся последовательностей (мультилокусный анализ). Анализ проводится тем же способом, что и в случае ПДРФ, но в качестве специфического гибридизационного зонда используются последовательности повторяющихся последовательностей - минисателлитов. Минисателлиты диспергированы по геному и представляют собой последовательности, состоящие из многократно повторенной единицы длиной от 9 до 100 и более п.н. (повторяющиеся последовательности). Отдельные последовательности отличаются друг от друга по общей длине, а также по некоторым вариациям в нуклеотидной последовательности "мотива". Использование "коровых" последовательностей в качестве зондов при гибридизации позволяет выявлять множество участков рестрикционного полиморфизма и получать высокоспецифическую картину гибридизации геномной ДНК, характерную для конкретного индивида (особи).

Банк генов - набор фрагментов ДНК, в котором представлены все (или определенная часть) гены организма. Банк генов представляет собой культуру микроорганизмов (бактерии, дрожжи), в каждую клетку которых введена специальная ДНК (так называемый вектор), несущая один из фрагментов этого набора. Банк генов можно длительно хранить в замороженном состоянии и при необходимости выделять отдельные микроорганизмы, содержащие фрагменты ДНК с нужными генами, и размножать (клонировать) их. Клонированные таким способом гены выделяют из клеток и используют для решения различных теоретических и практических задач генетики, медицины (в том числе диагностики наследственных болезней) и биотехнологии.

Размещено на Allbest.ru