168. Как составляются цитогенетические карты хромосом человека?

Карты хромосом человека составляются главным образом путем накопления сведений об отдельных семьях и их родословных, т. е. о характере распределения наследственных признаков в этих семьях. Анализ родословных позволяет проследить менделевское расщепление и независимое распределение признаков, получить сведения по аллелизму и сцеплению отдельных признаков. В определении групп сцепления большую помощь оказывают методы цитогенетики.

Общие принципы составления цитогенетических карт хромосом человека следующие:

1) деления части хромосом позволяет демаскировать рецессивный аллель на гомологичной хромосоме;

2) анализ распределения признаков-маркеров в семьях позволяет связать определенные локусы с конкретной хромосомой (например, если отец ребенка с трисомией имеет группу крови 00, а мать и ребенок - АВ, то локус AB0 должен находиться в "трисомичной" хромосоме, потому что оба аллеля ребенок унаследовал от матери),

3) эффект дозы может служить для локализации определенного гена в конкретной хромосоме. Известно, что активность фермента щелочной фосфатазы лейкоцитов при болезни Дауна (трисомия по 21-й хромосоме) повышается, а при хроническом миелоидном лейкозе (частичная деления длинного плеча 21-й хромосомы) снижается. Это позволяет предположить, что локус щелочной фосфатазы лейкоцитов находится в длинном плече 21-й хромосомы;

4) особенности хромосом, например необычно крупные спутники или своеобразный вид транслокационной хромосомы, могут использоваться при анализе сцепления данного локуса с другими локусами-маркерами (если обнаружено сцепление гигантского спутника на 15-й хромосоме с определенной системой групп крови, то можно сделать вывод, что локус данной группы крови находится на коротком плече 15-й хромосомы).

Рассмотрим пример картирования хромосом человека с использованием культуры клеток. Расположенные по соседству клетки могут сливаться. Такое явление наблюдается у дифференцированных клеток в организме и у клеток в культуре. Частоту слияния клеток можно значительно повысить, если к культуре добавить инактивированный вирус Сендай или полиэтиленгликоль. При этом могут сливаться клетки разных видов и получаться гетерокарионы, содержащие различные геномы, например человек - мышь, человек - табак, курица - мышь. Гетерокарионы способны к делению, и при этом фенотипически выражаются оба генома. Для определения активности генов и идентификации продуктов человеческих генов, отличающихся зарядом от аналогичных продуктов другого вида, используется гель-электрофорез.

Наряду с определением активности генов исследуются и кариотипы. При делении клетки происходит постепенная потеря хромосом. Сопоставляя изменения в активности фермента с изменениями кариотипа, можно заключить, что локус генов данного фермента находится в данной (утерянной) хромосоме. По скорости утраты участков хромосом благодаря происходящим транслокациям можно судить об их расположении относительно друг друга (сцепленные участки чаще исчезают вместе).