Картирование геномов

Обновлено 10.03.2010 19:23 Автор: Administrator 10.03.2010 16:13

В основе плодотворного анализа вирусных генетических систем лежат сравнение физической и генетической карт, получение подробной информации о структуре генома и сопоставление структурных, генетических и биохимических данных. Все это очень важно для создания предпосылок к изучению более сложных генетических систем - от бактерий до человека. Физическая и генетическая карты Первый шаг в построении полной

физической карты состоит в представлении генома или отдельных хромосом в виде упорядоченного набора рест-рикционных фрагментов ДНК. Полную картину может дать лишь определение нуклеотидной последовательности генома. Уже построена карта рест-рикционных фрагментов хромосомы Е. coli длиной 4,5-103 т. п.н. (рис.

IV.8). Она состоит из 21 фрагмента, полученного при расщеплении ДНК зндо-нуклеазой Notl, которая узнает и расщепляет специфическую последовательность из 8 п. н. Положение этих фрагментов в кольцевом геноме определяют несколькими методами. Это блот-гибриди-зация с использованием в качестве зондов предварительно клонированных и охарактеризованных генов Е. coli; частичное расщепление с помощью Notl; сравнение фрагментов, получающихся при рестрикции ДНК дикого типа и ДНК из штаммов Е. coli, содержащих вставки ДНК профага к в заранее известных локусах или крупные делеции и инверсии. На хромосоме Е. coli было локализовано свыше 1000 генов, поэтому уже проведена корреляция между генетической и физической картами. Аналогичные подходы можно использовать и для построения карт более крупных и сложных эукариотических геномов.

В этих случаях создают библиотеки клонированных фрагментов целого генома, поскольку даже такие ферменты, как No/1, дают слишком много рестрикционных фрагментов для разрешения их современными методами. Клонированные фрагменты должны быть достаточно крупными, чтобы облегчить процедуру их упорядочивания. По-видимому, наиболее подходящие для этого векторы-космиды или даже искусственные хромосомы дрожжей (YAC) (разд. 9.6. в). В компьютерном банке данных уже имеются физические карты протяженных участков двух небольших эукариотических геномов: Caenorhabditis elegans и S. cerevisiae.

Для построения таких карт из геномных библиотек, созданных с помощью фага к или космидных векторов, случайным образом отбирают большое число длинных клонированных фрагментов. Размеры фрагментов, которые получаются из каждого клонированного сегмента при его расщеплении ограниченным набором рестриктаз, систематизируют. Созданы специальные компьютерные программы, которые позволяют сравнить разные наборы фрагментов и выявить, какие из клонов, скорее всего, содержат перекрывающиеся геномные области. В настоящее время уже 95% генома нематоды (размер гаплоидного генома 8 ¦ 107 п. н. ) представлено перекрывающимися клонированными сегментами.