I.3.2. Анализ родословных, близнецовый, цитогенетический, молекулярно-генетические, биохимические, генно-инженерные и другие методы анализа, их применение

В тех случаях, когда невозможно проводить скрещивания, применяют другие методы анализа.

При изучении наследования признаков у человека или при работе с мало плодовитыми животными используют генеалогический метод или метод анализа родословных.

При анализе родословных проводят описание фенотипов в семьях у нескольких поколений, учитывая проявление изучаемого признака у членов семьи разного пола, число потомков с этим признаком и лишенных его проявления, а также родственные отношения между всеми членами родословной. На основе этого анализа устанавливают, наследуется ли признак, одним или многими генами контролируется различие, сцеплен ли признак с полом, доминантность и рецессивность его проявления (в том случае, если наследование моногенное).

В основе близнецового метода лежит сопоставление сходства (конкордантности) и различий (дискордантности) по изучаемому признаку между близнецами в группах моно- и дизиготных близнецов и в популяции. Повышенная конкордантность монозиготных (однояйцевых) близнецов по сравнению с дизиготными (двуяйцевыми) служит указанием на наследственный характер признака. Таким образом, метод позволяет выявить, наследуется ли признак, и оценить относительную роль факторов среды в его проявлении.

При обнаружении отклонений в расщеплениях, причина которых может быть связана с нарушением процесса образования гамет или других условий менделевских расщеплений, используют цитогенетический метод. Для выяснения причин отклонений изучают протекание мейоза и митоза, особенности конъюгации и расхождения хромосом, хиазмообразование, разные стадии споро- и гаметогенеза; оплодотворение и т. д. (см. гл. III). Цитогенетические методы используют и для решения других задач генанализа. С помощью светового и электронного микроскопирования, цитофотометрии, гибридизации in situ изучают структурную организацию хромосом и их функционирование, роль в процессах дифференцировки; строят цитологические карты хромосом. Цитогенетические методы применяются для анализа структурных изменений хромосом, их классификации, изучения поведения в мейозе; для идентификации хромосом и кариотипирования; наконец, цитогенетические методы применяют как экспресс-методы оценки действия различных факторов среды (цитогенетический мониторинг).

Молекулярно-генетические и биохимические методы применяют для изучения механизмов генетических процессов - репликации, рекомбинации, репарации, транскрипции и мутагенеза; выявления генетического полиморфизма белков; для изучения механизмов действия отдельных генов и межгенных взаимодействий, в частности генетической супрессии; выделения и клонирования генов; физического картирования хромосом и т. п.

Среди этих методов можно назвать электрофорез белков и ферментов, хроматографические методы фракционирования нуклеиновых кислот, высокоскоростное центрифугирование и др. Благодаря совершенствованию методов создания рекомбинантных ДНК на основе химических и энзимологических методов и использованию рестриктаз (рестрикционных эндонуклеаз), расщепляющих специфические последовательности в ДНК, проводится определение точной нуклеотидной последовательности в ДНК (секвенирование), создаются библиотеки генов и т. п.

Метод гибридизации соматических клеток, позволяющий получать внутри- и межвидовые гибриды соматических клеток, используют для определения группы сцепления и картирования хромосом, для исследования процессов активации генома покоящейся клетки, анализа природы злокачественной трансформации клеток под действием опухолеродных вирусов, для изучения регуляции генов в клетках эукариот и т. д. Для определения локализации гена в хромосоме применяют также метод гибридизации нуклеиновых кислот in situ.

Таким образом, многообразные задачи генетического анализа решаются с помощью различных методов.