4. Vazba genů a její využití pro genetické mapování

4 - Vazba genů a její využití pro genetické mapování. Genetická mapa, fyzikální mapa chromozomu

Vazba genů – umístění genů na témže chromozomu

• Úplná vazba – vazba rozdílných genů, mezi jejichž alelami prakticky nedochází ke crossing overu

• Neúplná vazba – vazba alel rozdílných genů, mezi nimiž ke crossing overu dochází

Genetická mapa

- představuje pořadí genů a relativní vzdálenost mezi nimi v cM

- genetická vzdálenost mezi lokusy se označuje symbolem θ (théta)

- je sestavena genetickým mapováním (zjištěním frekvencí rekombinace mezi jednotlivými lokusy)

Fyzikální mapa

- představuje pořadí genů a relativní vzdálenost mezi nimi v párech bazí DNA popř. v kilobazích (Kb = 1000 pb) či megabazích (1 Mb = 1 000 000 pb)

- pro člověka přibližně platí – vzdálenost 1 cM genetická mapy je ekvivalentní vzdálenosti 1 Mb fyzikální mapy

- jedním ze způsobů fyzikálního mapování je tvz. somatická hybridizace

Somatická hybridizace

- speciální postup – můžeme přiřadit jeden nebo více genů na konkrétní lidský chromozom či jeho část

- založeno na fúzi dvou různých buněčných kultur in vitro (z organismů různých druhů)

- vzniklý fúzní produkt – tzv. heterokaryon

- je geneticky nestabilní a během prvních dělení spontánně ztrácí chromozomy

- získáme rozsáhlou sestavu buněčných klonů, které se liší chromozomy, které byly takto ztraceny

- geny lokalizované na témže chromozomu budou vždy ztraceny současně

LOD Score

- způsob vyjádření genetických vzdáleností lidských genů

- hodnota lod score odpovídá desetinnému logaritmu podílu pravděpodobnosti, že dva genové lokusy jsou geneticky vázány ve vzdálenosti θ, a pravděpodobnosti, že ve vazbě nejsou (θ=0,5)

$$\text{lodscore} = \log_{10}\frac{P\left( \theta \right)}{P\left( 0,5 \right)}$$

- při analýze vazby se obvykle provádí počítačová simulace různých θ a pro každou z nich se vypočítává hodnota lod score

- maximální hodnota pak udává spolehlivost vypočítané hodnoty vazby

- lod score 3 znamená, že pravděpodobnost, že dva geny jsou ve vazbě, je tisíckrát větší, než pravděpodobnost, že vázány nejsou

- představuje nejpravděpodobnější genetickou vzdálenost mezi analyzovanými lokusy

Rozdíly ve vyjádření genetické vzdáleností u experimentálních modelů a člověka

Stanovení síly vazby je vždy vhodnější a přesnější zpětným křížením než z F2 generace, což ale u člověka není z etických důvodů možné.

Obr. 8.4 Zpětné křížení u modelového onemocnění u myši
"opakovaná epilace" (repeated epilation, Er) je autozomálně dominantní mutace s abnormální proliferací a diferenciací keratinocytů u heterozygotů. Er/Er homozygoti umírají in utero. Aby byl zjištěn genetický defekt, který je podkladem tohoto onemocnění, byla testována vazba Er a genetikých markerů v myším genomu. Na obrázku vidíte vazbu Er (mutantní alela Er, alela divokého typu [wildtype, wt] značena +). a markeru D4Mit204 (DNA segment na chromozomu 4, Massachusetts Institute of Technology číslo 204, se dvěma alelami a1 a a2). Tato studie (Herron a spol., 2005) vedla nakonec k identifikaci mutace v genu pro stratifin a ukázala na důležitost stratifinu jako regulátoru buněčného cyklu myších i lidských keratinocytů.