Генетика соматических клеток и рекомбинантных ДНК в картировании генов
Успехи в разработке методов молекулярной биологии, в частности получение рекомбинантных ДНК, и их сочетание с методами генетики соматических клеток революционизировали и ускорили процесс картирования генов, перевели все эксперименты на более высокий методический уровень.
Клонирование генов , сегментов ДНК из определенных участков хромосом, использование таких методов, как блотгибридизация по Саузерну и полимеразная цепная реакция , значительно повысили специфичность и чувствительность методов обнаружения определенных последовательностей в ДНК гибридных клеток [ Bonne ea 1998 , Ruddle ea 1981 ]. Для картирования генов человека с помощью блотгибридизации используют клонированный ген и панель гибридов между клетками человека и грызунов. При этом иногда подбирают рестриктазу, разрезающую ДНК на фрагменты разной величины у родительских клеток, что позволяет определить их видовую принадлежность. "Положительные" гибриды будут содержать не только ДНК клеток грызуна, но и ДНК человека, а "негативные" - только ДНК грызунов. Гибридизация с меченым клонированным геном человека будет наблюдаться только в том случае, если у гибрида присутствует хромосома, несущая исследуемый ген. Конкордантность положительного сигнала с присутствием всегда определенной хромосомы в серии гибридов будет свидетельствовать о локализации гена в данной хромосоме, определяемой цитологическими методами. Гибридизация клонированного гена с метафазными хромосомами гибрида позволит идентифицировать участок локализации гена в хромосоме. При таком методе картирования возможно картирование структурных генов вне зависимости от их экспрессии у гибридов [ Cheung ea 1984 , Gusella ea 1979 ]. Это обстоятельство особенно важно в связи с тем, что многие тканеспецифичные гены не экспрессируются в гибридных клетках.
Использование рекомбинантных ДНК позволяет также картировать повторяющиеся последовательности в геноме человека [ Law M.L., Davidson L.N., Kao F.-T. 1982 ].
Полиморфные рестрикционные фрагменты ( RFLP ) могут служить ценными генетическими маркерами [ Donis-Keller ea 1987 , Paolella G., ea, 1987 ]. Анализ наследования случайно выбранных RFLP в семьях человека выявил сцепление с рядом генов наследственных болезней, таких, как мышечная дистрофия Дюшена [ Davies ea 1983 , Witkowski ea 1988 ], болезнь Хантингтона [ Gusella ea 1983 ], и некоторых других заболеваний [ Paolella G., Santamaria R.F, ea, 1987 ]. Наличие RFLP помогает клонировать гены наследственных болезней человека. Тесное сцепление RFLP с мутантными аллелями таких генов способствует проведению пренатальной диагностики генетических болезней . Картирование многочисленных RFLP, соседствующих с генами различных наследственных болезней, выполняется во многих случаях в сочетании с методами генетики соматических клеток.
О значении картирования генов, и в первую очередь генов человека, говорит создание Международной программы "Геном человека ", которая ставит перед собой грандиозную задачу картировать все гены человека и секвенировать полностью всю ДНК генома. Программа разрабатывается в сотнях лабораторий во многих странах мира. Используются методы молекулярной биологии, цитогенетики и генетики соматических клеток. Разработаны критерии, определяющие достоверность картирования. Определены различные уровни достоверности локализации гена.
