第3章第7节人类基因组的染色体作图.ppt

第七节 人类基因组的染色体作图,一、人类基因定位方法 二、人类染色体作图 三、人类基因组的物理作图法,2018/3/24,2,一、人类基因定位方法,(一)家系分析与基因定位 (二)基因剂量效应法 (三)体细胞遗传学与细胞学图的制作 (四)DNA介导的基因定位（核酸探针方法）,2018/3/24,3,一、人类基因定位方法,（一）系谱分析定位法,甲膑综合症（显性遗传） （指甲和膑骨畸形或缺如）,2018/3/24,4,一、人类基因定位方法 (一)家系分析与基因定位,一、人类基因定位方法 (二)基因剂量效应法,基因的数量与基因产物的相关关系 21三体，超氧化物歧化酶，×1.5 2p23缺失，红细胞酸性磷酚酶 Southern杂交，检测基因的拷贝数 XY,XXY,XXXXY 例外 剂量补偿效应 基因互作,2018/3/24,6,一、人类基因定位方法 (三)体细胞杂交定位法,体细胞遗传学（somatie cell genetics） 是以高等生物的体细胞为实验材料，采用细胞离体培养，细胞融合以及遗传物质在细胞间转移等方法，研究真核细胞内基因的结构、功能及其表达规律和条件等的遗传学分支学科。 意义： 可以绕过减数分裂过程，应用细胞培养方法，研究体细胞融合、突变、分离以及连锁和交换等等。把基因定位在染色体上，作成细胞学图。,2018/3/24,7,1、体细胞杂交,利用遗传互补选择杂种细胞 （1）HAT选择系统 HGPRT-(次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 )或TK- (胸腺嘧啶核苷激酶) 淋巴细胞—更换培养基洗脱 成纤维细胞—鸟本苷敏感 （2）营养缺陷型标记系统 在培养基上添加某种营养物,一、人类基因定位方法 (三)体细胞杂交定位法,2018/3/24,8,一、人类基因定位方法 (三)体细胞杂交定位法,2、人类染色体鉴别 应用荧光染色法和其他特殊的染色技术，可使染色体纵长上呈现各种不同的分带(bands)， 这些分带的位置、宽狭和浓淡等随染色体号码的不同而不同，但就某一种分带技术来说，每一染色体的分带模式（banding pattern）是高度专一和稳定的。因而可用于人类染色体识别，追循染色体丢失过程。,2018/3/24,9,人类染色体分带,2018/3/24,10,一、人类基因定位方法 (三)体细胞杂交定位法,3、染色体定(配)位(chrmosomal assignment) 同线分析 利用人体染色体和标记基因，或两个基因是否同时是否存在来定位基因 需要检测基因产物 适合定位具有调节功能的基因 诱导产生活性的基因 根据选择性标记基因互补的原理 利用鼠营养缺陷型或某些抗性的标记基因 举例：人17号染色体，胸苷酸激酶基因TK,2018/3/24,11,表12－1杂种细胞中标记基因的存在与人体染色体间的关系,2018/3/24,12,一、人类基因定位方法 (三)体细胞杂交定位法,4、区域定(配)位（regional assignment) 应用一系列有染色体畸变的特殊克隆（如用染色体易位，缺失作图） 最小重叠区SRO（smallest region of overlap) 染色体介导的基因转移 chromosome-mediated gene transfer,CMGT 将分离到的中期染色体导入杂种细胞 染色体的某些片断保留与丢失,2018/3/24,13,一、人类基因定位方法 （四）DNA介导的基因定位 (核酸探针方法),1、克隆基因定位法 采用已克隆基因的cDNA探针与保留在杂种细胞内的人染色体DNA酶切序列进行分子杂交，来确定克隆基因所在的染色体。 [举例] 以人体白蛋白基因cDNA为探针的克隆基因定位法,[举例] 以人体白蛋白基因cDNA为探针的克隆基因定位法,2018/3/24,15,一、人类基因定位方法 （四）DNA介导的基因定位 (核酸探针方法),2、原位杂交法 以标记的探针（同位素、生物素或荧光染料）直接同中期染色体进行原位杂交。,2018/3/24,16,原位荧光杂交过程图示,2018/3/24,17,原位荧光杂交染色体,2018/3/24,18,FISH,2018/3/24,19,二、人类染色体作图,二、人类染色体作图,2018/3/24,20,二、人类染色体作图,1、限制性长度多态性 (restriction fragment length polymorphisms, RFLPs) 利用限制性内切酶将DNA分子切割成许多长度不等的限制性片段，这些具有长度不等的限制性片段类型在人群中呈现的多态分布现象就称为限制性长度多态性。 （1）作为遗传界标(landmark) 用一组随机克隆的基因组片段作为探针，检测 （2）鉴定待测基因与界标的连锁关系。,2018/3/24,21,二、人类染色体作图（2）,2、数目可变的串联重复序列 (variable number tandem repeat,VNTR) 不同数目的33bp的串联重复DNA，分布在整个基因组的不同位点。 DNA指纹：限制性酶消化产物在southern杂交中的一系列带纹 不同带纹代表了在染色体不同位置上的不同长度的DNA序列。如果双亲在某一特定带纹上表现不同时，这种差异即变成了杂合位置并可用来作图。,2018/3/24,22,二、人类染色体作图（3）,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,5,显性表型（P基因）,父,母,标记,A,B,C,D,E,F,G,H,I,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,,2,,3,,,4,5,,,,,2018/3/24,23,三、人类基因组的物理作图法,以特定的DNA序列为界标直接排列在基因组DNA分子上，这些特定的DNA序列可以是多态的，如RFLPs，但主要是非多态的，如STS、STR、EST和特定的基因序列等。图上界标之间的距离以物理长度来表示，即以核苷酸对的数目来表示。最精细的物理图（physical map）就是基因组的全序列图。 (一)DNA分子标记 (二)物理作图基本方法 (三)DNA序列的测定,2018/3/24,24,三、人类基因组的物理作图法,(一)DNA分子标记 遗传标记是可以追踪染色体，染色体的某一节段、某一基因或某一特定DNA序列在家系中传递轨迹的任何一种遗传特性。 分子标记（molecular marker）： 特点: 是符合孟德尔分离定律，高度多态性和共显性，大多数个体是杂合基因型，基因型可直接从表型确定。 1．RFLP标记 限制性片断长度多态性 （restriction fragment length polymorphism）,2018/3/24,25,三、人类基因组的物理作图法(一)DNA分子标记(2),2．VNTR标记 数量可变串联重复序列 (variable number of tandem repeat)，1985年。 重复单位6-12个bp（33个bp）。 在DNA的某些位置上这种串联成簇的重复单位数目不同,因此，用在串联重复序列两侧的限制内切酶酶切后，就会产生重复数目不等到的片段。 探针Ⅰ：位于此特殊VNTR独有的DNA片段。 探针Ⅱ：根据VNTR多态性本身设计，可检测到所有相关的谱带。可做为DNA指纹分析。,