СЪСТАВЯНЕ НА ГЕНЕТИЧНИ КАРТИ ЧОВЕШКИ ХРОМОЗОМИ
За първи път през 1911 г. американски учен Томас Морган излагат хромозомна теория за наследствеността. Той използва плодовата муха като обект на изследване. Оказа се отличен генетичен обект. Размножителният период на този организъм е 10-12 дни, т.е. муха се излюпва от снасеното яйце и след 10 дни дава следващото потомство. Една жена може да даде около 100 потомство. Живее на минимална хранителна среда, като се храни главно с дрожди. Морган, когато изучава наследяването на чертите при дрозофила, за първи път открива разцепване, което не съответства на закона на Мендел 3 (закона за независимото съчетание на чертите при потомството). Както се оказа, някои от гените са наследени заедно, свързани, предадени от поколение на поколение. Белгийски учен Янсенс по това време той изучава хромозомите на дрозофила, Морган установява, че мухата има 4 групи за свързване, а Янсенс - че има 4 двойки хромозоми, така че е доказана хромозомната теория за наследствеността.
1. гените, разположени в 1 хромозома, образуват една свързваща група;
2. гените са разположени в хромозомата линейно един след друг;
3. тъй като хомоложните хромозоми в мейозата се конюгират и образуват кръстосване, тогава свързаните гени могат да се наследяват отделно и колкото по-често се случва кръстосване между гените, толкова по-често се случва процесът на отделяне на гените и колкото по-близо, толкова по-ниска е честотата на кръстосване над.
Броят на групите за свързване на гените е равен на хаплоидния набор от хромозоми, т.е. 23 при хора, 20 при мишки, 4 при дрозофила и др. Морган доказа, че гените са разположени върху хромозомата в строго определен регион.
Предположението, че разстоянието между два гена може да се характеризира с честотата на рекомбинациите и кръстосванията, изигра огромна роля при картографирането на гените. Цитологичният обмен между хромозомите се случва при хиазми, тъкания. Както се оказа обаче, не всяка хиазма води до преминаване. Броят на хиазмите, водещи до рекомбинация, е два пъти по-голям от броя на рекомбинантите, т.е. само всяка втора хиазма води до пресичане.
Единицата на хромозомната карта (Θ, theta) е разстоянието, на което средно се случва 1 пресичане на 100 гамети, те започват да наричат това сантиорганиди (CM), т.е. 1% от рекомбинацията е една centimorganid. Ако например два гена са разделени един от друг с 20 единици от хромозомната карта (20 см), тогава 20 от 100 гамети показват пресичане и на цитологично ниво могат да се видят 40 хиазми между тези региони. Чрез изследване на честотата на хиазматите, можете да определите генетичната дължина на хромозомите. Например дължината на х хромозомата е от 160 до 250 cm, общата дължина на всички автозоми е 2650 - 3333 cm. Такива колебания се дължат на факта, че честотата на преминаване при жените е 2 пъти по-висока, отколкото при мъжете. Това явление се разпростира върху почти целия животински свят, причината не е ясна. Мъжките дрозофили изобщо нямат кръстосване.
Картографиране на хромозома на Морган. Представете си женски организъм с всички доминиращи гени в едната хромозома и рецесивни гени в другата. Размножаваме се с мъжки - рецесивен хомозигот.
На този принцип Морган създава генетични карти на дрозофила. Повечето от гените на дрозофила са създадени въз основа на този метод. Естествено, учените се опитаха да създадат нещо подобно за хората. Но тук имаше много трудности:
1) невъзможно е да се премине в правилната посока;
2) много дълъг репродуктивен период;
3) трябва да знаете в каква позиция са човешките гени (цис- или транс-);
4) голям брой хромозоми.
ab (cis позиция) aB (транс позиция)
Ако в cis положение AB и ab не са кросоувър, то в транс положението е обратното.
Човешката х хромозома е проучена най-добре на първия етап. За първи път американският учен МакКузик предложи специален метод за създаване на генетични карти на х хромозомите. Първо се опита да направи генетична карта на разстоянието за цветна слепота и хемофилия. Тези два гена са известни отдавна. Ако жената има подредба в цис-фазата, а мъжът има и двете патологии, тогава при потомството единият син е нормален, не е кръстосан, вторият има и двете аномалии, следващият син е кръстосан с нормално зрение и хемофилия, друг следващ кросоувър далтонист без хемофилия.
Не знаем в каква позиция са гените на майката, ако майката има гени в транс позиция, тогава всичко ще бъде обратно, някои са кръстосани, други не. Този метод на McCusick се нарича метод дядо. Методът е да се погледне бащата на тази майка, ако бащата иска dG или Dg, тогава дъщерята е в цис позиция и ако бащата е ГД или dg, тогава дъщерята е в трансова позиция. В тази връзка можем със сигурност да кажем кои потомци са кръстосани и кои не. Общо той разгледа около 107 семейства, където се откриват и двете аномалии, и разкри следните модели, че от 100 семейства - с пресичане на над 5 души, следователно разстоянието между гените на хемофилия и цветната слепота е 5 cm. Той картографира х хромозомата при хората, определяйки разстоянието между гените за цветна слепота и хемофилия, но за това е необходимо да се установи как се намират тези гени: в цис (на същата хромозома) или в транс (в различни хромозоми). След това се определя броят на кръстосаните потомци при майките и се установява разстоянието между гените за цветна слепота и хемофилия.