Mapy chromozómov (cytogenetické,genetické fyzycké)
KORELOVANÉ GENETICKÉ, CYTOGENETICKÉ A FYZICKÉ MAPY CHROMOZÓMOV
¢ Umiestnenie génov a ďalších molekulárnych markerov na chromozómoch môže byť zmapované:
na základe počtu rekombinácií,
na základe ich vzťahu k určitým cytologickým štruktúram
na základe fyzických vzdialeností.
¢ Možnosť identifikovať a izolovať gény na základe informácií o ich lokalizácií v genóme sa nazýva pozičné klonovanie. Môže byť v zásade použité na identifikáciu a klonovanie akéhokoľvek génu so známym účinkom na fenotyp u akéhokoľvek druhu, vrátane ľudí.
Cytologické mapy sú založené na rozdielnom pruhovaní jednotlivých chromozómov pozorovateľnom pod mikroskopom po ofarbení rôznymi farbami.
Fyzické mapy sú založené na molekulových vzdialenostiach – pároch báz (bp), kilobázach (kb, 1000 bp) a megabázach (Mb, 1 milión bp) – oddeľujúce rôzne oblasti veľkých molekúl DNA prítomných v chromozómoch. Fyzické mapy často vyjadrujú umiestnenie prekrývajúcich sa genómových klonov a jedinečné nukleotidové sekvencie nazývané STS (miesta so sekvenačnou adresou).
Fyzické mapy chromozómov je možné využiť v genetických a cytologických mapách niekoľkými spôsobmi:
– Gény, ktoré už boli klonované, je možné umiestniť do cytologickej mapy pomocou hybridizácie in situ.
– Vzájomné vzťahy medzi genetickými a fyzickými mapami môžu byť stanovené lokalizáciou geneticky zmapovaných klonov alebo markerov RFLP do fyzickej mapy.
– Markery, ktoré boli zmapované ako geneticky, tak fyzicky, sa nazývajú kotvové markery, pretože ukotvia fyzickú mapu do mapy genetickej a naopak.
Cytogenetické mapy
• U niektorých druhov môžu byť gény a klony umiestnené do cytologických máp na chromozómy pomocou hybridizácie in situ.
• Klon s neznámym genetickým obsahom tak môže byť lokalizovaný do cytologickej mapy so značnou presnosťou. U cicavcov, vrátane človeka, môžu byť klony lokalizované pomocou flurescenčnej hybridizácie in situ (FISH) do chromozómov ofarbených akoukoľvek pruhovacou technikou.
• Ukotvenie genetickej mapy jednotlivých chromozómov do cytologických máp umožňuje vytvoriť mapy cytogenetické.
• Ak môžu byť sekvencie DNA umiestnené do fyzických máp pomocou Southern prenosu a hybridizácie, môžu byť využité aj na prepojenie fyzických máp s genetickými aj cytogenetickými mapami chromozómov.
Fyzické mapy a banky klonov
• Mapovanie pomocou RFLP markerov bolo použité pri zostavovaní detailných genetických máp chromozómov - umožnili pozičné klonovanie - došlo tak k doplneniu genetických máp fyzickými mapami chromozómov.
• Izolovaním veľkého počtu genetických klonov, zostavením ich reštrikčnej mapy je možné identifikovať klony, ktoré sa prekrývajú, čo umožňuje zostaviť fyzické mapy chromozómov a dokonca celých genómov.
• Reštrikčné mapy veľkých genómových klonov vo vektoroch typu YAC, BAC alebo PAC sa analyzujú pomocou počítača, ktorý zostaví prekrývajúce sa sady klonov zvaných kontigy. Ako postupne pribúdali ďalšie dáta, pripojujú sa ďalšie susediace kontigy.
• Po zostavení kompletnej mapy celého genómu je každý chromozóm predstavovaný jedinou kontigovou mapou.
• Reštrikčné mapy veľkých genómových klonov vo vektoroch typu YAC, BAC alebo PAC sa analyzujú pomocou počítača, ktorý zostaví prekrývajúce sa sady klonov zvaných kontigy. Ako postupne pribúdali ďalšie dáta, pripojujú sa ďalšie susediace kontigy.
• Po zostavení kompletnej mapy celého genómu je každý chromozóm predstavovaný jedinou kontigovou mapou.
• Konštrukcia fyzických máp celých genómov vyžaduje veľké množstvo dát, v ktorých sa hľadajú prekrývajúce sa miesta.
• Tieto fyzické mapy sa využívajú na prípravu bánk klonov obsahujúcich katalogizované klony pokrývajúce spoločne celé chromozómy.
• Pokiaľ teda niekto potrebuje klon určitého génu alebo úsek určitého chromozómu, môže byť takýto klon už v katalógu banky čiže v knižnici klonov.
• Existencia bánk klonov a korelovaných fyzických máp celých genómov urýchľuje genetický výskum.
