Локус количественного признака
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Департамент научно-технологической политики и образования
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
"Костромская государственная сельскохозяйственная академия"
Факультет ветеринарной медицины и зоотехнии
Направление подготовки 36.03.02 Зоотехния
Кафедра частной зоотехнии, разведения и генетики
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Генетика и биометрия»
На тему: «Картирование локусов количественных признаков у животных»
Выполнил: студент 5 группы 2 курса
Факультета ветеринарной медицины
и зоотехнии
Кондрашкин Максим Александрович
Руководитель: к.с.-х. наук,
профессор Белокуров С.Г.
КАРАВАЕВО
Костромская ГСХА
2018
Содержание
стр.
Введение…………………………………………………………………………..3
1. Картирование генов……………………………………………………….5
2. Локус количественного признака……………………………………………………………………6
3. Проблемы картирования………………………………………………….7
4. Картирование локусов количественных признаков (ЛКП)………………………………………………………………………10
|
|
|
5. Практическое использование ДНК-маркеров в селекции крупного рогатого скота……………………………………………………………..13
Заключение……………………………………………………………………….17
Список используемой литературы……………………………………………...18
Введение
Развитие технологий картирования, построение подробной генетической животного, разработка математических и компьютерных методов и моделей позволили начать систематическое картирование генов, ответственных за сложнонаследуемые (мультифакториальные) заболевания и признаки. Описанный выше прогресс в картировании генов, отвечающих за менделирующие болезни, рано или поздно (по не самым оптимистичным оценкам - в течение ближайшего десятилетия) приведет к тому, что гены всех более или менее частых моногенных заболеваний будут идентифицированы. Более того, как следствие последних достижений в топографии генома появилась возможность продвинуться на доселе слабо исследованную территорию - генетику сложно наследуемых состояний. Действительно, с точки зрения генетического анализа, большая часть наиболее распространенных заболеваний и признаков, имеющих медицинскую значимость, крайне неудобны - они не следуют простому менделевскому принципу моногенного наследования. Наиболее частые болезни животных являются результатом действия многих генетических факторов в сочетании с факторами среды и случайными причинами, т.е. имеют мультифакториаль- ную природу. В категорию мультифакториальных признаков попадают все основные причины заболеваемости и смертности в современных популяциях: атеросклероз, гипертония, многие формы рака, диабет, бронхиальная астма, ревматоидный артрит, наследственная составляющая подверженности к инфекционным заболеваниям и, вероятно, значительная компонента общего процесса старения. К фенотипам, которые не проявляют моногенного доминантного или рецессивного типов наследования, применяют термин "комплексные" или "сложнонаследуемые" признаки (т.е. термин "сложнонаследуемый признак" является более общим по отношению к термину "мультифакториальный признак"). В чем же заключается сложность этих состояний? В общем, осложнения возникают всегда, когда нарушается простое соответствие между генотипом и фенотипом: либо один и тот же генотип в результате средовых влияний или взаимодействия с другими генами дает разные фенотипы, либо различные генотипы проявляются одинаковым фенотипом[3].
|
|
|
1. Картирование генов
|
|
|
Картирование генов - определение положения данного гена на какой-либо хромосоме относительно других генов. Используют три основные группы методов картирования генов – физическое (определение с помощью рестрикционных карт, электронной микроскопии и некоторых вариантов электрофореза межгенных расстояний – в нуклеотидах), генетическое (определение частот рекомбинаций между генами, в частности, в семейном анализе и др.) и цитогенетическое (гибридизации in situ, получение монохромосомных клеточных гибридов, делеционный метод и др.).
На первом этапе картирования определяют принадлежность гена к той или иной группе сцепления. Как известно, у D. melanogaster вдиплоидном наборе четыре пары хромосом: первая пара — половые хромосомы (XX — у самок, XY — у самцов), вторая, третья и четвертая — аутосомы. Число генов в Y-хромосоме самцов очень мало. Для локализации вновь возникшей мутации необходимо располагать набором маркерных генов для каждой хромосомы. Картирование мутации основывается на анализе ее сцепления с этими маркерами. Например, если интересующая нас мутация наследуется независимо от маркеров второй хромосомы, делается вывод о ее принадлежности к другой группе сцепления[5].
|
|
|
Локус количественного признака
Локус количественного признака - (Сокр. QTL). Локус, аллельные изменения которого связаны с варьированием количественного признака. Наличие QTL выявляется при составлении генетических карт в том случае, если общую изменчивость удается разделить на отдельные составляющие, связанные с определенным числом дискретных участков хромосомы.
Количественные признаки относятся к характеристикам, которые различаются по степени своего выражения и могут быть отнесены к полигенным эффектам, т.е. являются продуктом двух или более генов. Локусы количественных признаков являются участками ДНК, содержащими гены либо сцепленными с генами, которые отвечают за тот или иной количественный признак. Картирование участков генома, включающих гены, связанные с определением количественного признака, производится при помощи молекулярных маркеров, таких как AFLP (полиморфизм длины амплифицированных фрагментов, ПДАФ) или SNP (однонуклеотидный полиморфизм). Это первый шаг в идентификации и определении генов, отвечающих за изменчивость признаков. Для количественных признаков разработана несколько отличающаяся модель картирования - это так называемый метод QTL (Quantitative Trait Loci), или картирование ЛКП (локусов количественных признаков). ЛКП представляют собой полигенные системы, обеспечивающие непрерывную вариативность признака в популяции.
Метод картирования ЛКП основывается на исследовании ДНК у пар близких родственников, чаще всего сибсов. Идея его очень проста. Сибсы имеют в среднем примерно 50% общих аллелей. В каждой конкретной паре сибсов совпадающие аллели будут отличаться. Таким образом, у детей одних и тех же родителей в данном локусе аллели матери и отца могут представлять[7].
Проблемы картирования
В числе основных проблем, затрудняющих генетическое картирование сложнонаследуемых признаков и мультифакториальных заболеваний можно выделить следующие :
ü Генетические взаимодействия (полигения). Клинический фенотип может быть результатом действия нескольких (многих) генетических локусов. Вклад каждого индивидуального гена в общую картину формирования признака может быть очень небольшим. Полигенные признаки можно подразделить на дискретные, характеризующиеся наличием или отсутствием определенного состояния (например, развития сахарного диабета или инфаркта миокарда), и количественные, которые описываются непрерывным рядом изменчивости (например, уровень липидов плазмы, давление крови или концентрация глюкозы) и определяются совокупным аддитивным эффектом многих индивидуальных генетических локусов (QTL - локус количественного признака). В свою очередь, дискретные полигенные признаки могут быть результатом "порогового эффекта" лежащего в их основе количественного признака, либо результатом одновременного и совокупного действия мутаций нескольких локусов. Примеры первого варианта - инсулин-зависимый сахарный диабет (ИЗСД), гипертония; второго - одна из форм пигментного ретинита, требующая наличия мутаций в двух локусах, кодирующих белки сетчатки.
ü Генетическая гетерогенность. Одна и та же фенотипическая картина может иметь причину в мутациях различных генетических локусов - например, мутация, нарушающая функцию любого из генов, контролирующих определенную метаболическую цепочку, приведет к отсутствию или уменьшению концентрации конечного продукта этой цепочки. Генетическая гетерогенность - явление характерное практически для любого наследственного заболевания человека, в том числе для МФЗ. Последствия генетической гетерогенности с точки зрения картирования заключаются в том, что болезнь может ко- сегрегировать с определенным генетическим маркером в одной родословной и совершенно с другим - в другой. От собственно генетической гетерогенности (гетерогенности локусов) следует отличать аллельную гетерогенность, когда различные мутации одного локуса затрагивают одну и ту же функцию, но в разной степени и с разными клиническими последствиями. Аллельная гетерогенность, в отличие от локусной, не является затруднением для генетического картирования.
ü Неполная пенетрантность, вследствие чего не все носители мутантного генотипа проявляют фенотип, отличный от нормы. Мутантный ген может проявиться клиническим фенотипом лишь с определенной, отличной от единицы, вероятностью. Эта вероятность может определяться как генетическим окружением ("фоном"), так и негенетическими причинами - полом, возрастом, средовыми влияниями. Тем самым, с определенной вероятностью, мутантный аллель может присутствовать у здоровых людей, а нормальный аллель - у больных.
ü Наличие фенокопий. Носители нормального генотипа могут проявлять мутантный фенотип по причинам негенетического характера.
ü Неменделевские механизмы передачи генетической информации. В последние годы стало очевидно, что наследование по Менделю - лишь один из вариантов механизма передачи генетической информации. Сейчас описано множество болезней, в основе которых лежит митохондриальное наследование, экспансия тринуклеотидных повторов, явление геномного импринтинга.
ü Высокая частота в популяции аплеля, связанного с болезнью. Нежелательные последствия высокой частоты аллеля для картирования заключаются в том, что в родословной может присутствовать несколько копий одного и того же аллеля, но разного происхождения. Например, попытки картировать генетический локус болезни Альцгеймера методом анализа сцепления в родословных долгое время были неудачными. Причина этого стала очевидной, когда выяснилось, что основным генетическим фактором болезни является аллель Е4 гена аполипопротеина Е, который в европеоидных популяциях встречается с довольно высокой частотой (15-20%)
ü Редкость заболевания (очень низкая частота аллеля, связанного с болезнью). При отсутствии родословных с несколькими больными индивидами болезнь просто невозможно изучать методами генетического анализа.
Кроме этих общих проблем генетического картирования сложно наследуемых признаков существуют и более специфические, связанные с методами набора материала и картирования. Для генетического анализа очень важна правильная постановка диагноза. Ошибки в клинической диагностике, особенно характерные для случаев, когда диагностика основывается на критериях, далеких от физиологических основ болезни (например, при психических заболеваниях), могут привести как к ложно-позитивной, так и ложно-негативной[1].
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 422; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!