Методы генетики соматических клеток (простое культивирование, гибридизация, клонирование, селекция).
С помощью этих методов изучают наследственность и изменчивость соматических клеток. Эти методы основаны на размножении соматических клеток в искусственных условиях и позволяют:
- анализировать генетические процессы в отдельных клетках организма
- изучать генетических закономерностей целостного организма.
Благодаря быстрому размножению на питательных средах соматические клетки могут быть получены в количествах, необходимых для анализа. Они успешно клонируются, давая генетически идентичное потомство. Разные клетки могут, сливаясь, образовывать гибридные клоны. Они легко подвергаются селекции на специальных питательных средах и долго сохраняются при глубоком замораживании. Все это позволяет использовать культуры соматических клеток, полученные из материала биопсий (периферическая кровь, кожа, опухолевая ткань, ткань эмбрионов, клетки из околоплодной жидкости), для генетических исследований человека, в которых используют следующие приемы: 1) простое культивирование, 2) клонирование, 3) селекцию, 4) гибридизацию.
· Культивирование позволяет получить достаточное количество клеточного материала для цитогенетических, биохимических, иммунологических и других исследований.
· Клонирование —получение потомков одной клетки; дает возможность проводить в генетически идентичных клетках биохимический анализ наследственно обусловленных процессов.
|
|
|
· Селекция соматических клеток с помощью искусственных сред используется для отбора мутантных клеток с определенными свойствами и других клеток с интересующими исследователя характеристиками.
· Гибридизация соматических клеток основана на слиянии совместно культивируемых клеток разных типов, образующих гибридные клетки со свойствами обоих родительских видов. Для гибридизации могут использоваться клетки от разных людей, а также от человека и других животных (мыши, крысы, морской свинки, обезьяны, джунгарского хомячка, курицы).
Гибридные клетки, содержащие два полных генома, при делении обычно «теряют» хромосомы предпочтительно одного из видов. Например, в гибридных клетках «человек — мышь» постепенно утрачиваются все хромосомы человека, а в клетках «человек — крыса» — все, кроме одной, хромосомы крысы, с сохранением всех хромосом человека. Таким образом, можно получать клетки с желаемым набором хромосом, что дает возможность изучать сцепление генов и их локализацию в определенных хромосомах.
Постепенная потеря хромосом человека из гибридных клеток параллельно с изучением ферментов дает возможность судить о локализации гена, контролирующего синтез данного фермента, в определенной хромосоме.
|
|
|
Благодаря методам генетики соматических клеток можно изучать механизмы первичного действия и взаимодействия генов, регуляцию генной активности. Они позволяют судить о генетической гетерогенности наследственных болезней, изучать их патогенез на биохимическом и клеточном уровнях. Развитие этих методов определило возможность точной диагностики наследственных болезней в пренатальном периоде.
Закон Харди-Вайнберга: расчет частоты генов и генотипов в популяциях.
Популяционно – статистический метод изучает с помощью методов вариационной статистики частоту распространения отдельных генов в человеческих популяциях. В 1908 году английский математик Дж. Харди и австрийский врач В. Вайнберг независимо друг от друга сформировали закон о постоянтсве частот генов от поколения к поколению.
Закон Харди – Вайнберга гласит, что при определенных условиях, не изменяющих частоты аллелей, популяция имеет определенное соотношение особей с доминантными признаками, при этом частоты аллелей остаются неизменными в ряду поколений.
(АА) р2 + (Аа) 2 р q + ( aa ) q 2 = 1, p + q =1
р – частота, с которой встречается доминантный ген «А»
|
|
|
q – частота , с которой встречается рецессивный ген «а» среди всех гамет в популяции
Важнейшая особенность единого генофонда – его внутренняя неоднородность. Генофонд популяции может быть описан либо частотами генов, либо частотами генотипов.
Предположим, что нас интересует какой-либо ген, локализованный в аутосоме, например ген А, имеющий два аллеля – А и а. Предположим, что в популяции имеется N особей, различающихся по этой паре аллелей. В популяции встречаются три возможных генотипа – АА; Аа; аа. Введем следующие обозначения:
Д – число гомозигот по доминантному аллелю (АА);
Р – число гомозигот по рецессивному аллелю (аа);
Г – число гетерозигот (Аа).
Общее число аллелей А можно записать как 2Д + Г, тогда частота встречаемости доминантного аллеля А (обозначается латинской буквой «р») будет равна:
р = (2Д + Г) / N,
где N – число особей.
Частота встречаемости рецессивного аллеля обозначается буквой «g». Ее можно определить, исходя из того, что сумма частот встречаемости аллелей равна единице. Отсюда частота рецессивного аллеля: g = 1 – р.
Таким образом, мы познакомились с формулами, по которым можно вычислить частоты встречаемости аллелей в генофонде популяции. А каковы частоты встречаемости трех возможных генотипов? На этот вопрос отвечает закон Харди–Вайнберга.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 135; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!