《遺傳圖繪制》PPT課件.ppt

1、第2章 遺傳圖的繪制,結(jié)構(gòu)基因組的研究策略,為何要繪制遺傳圖與物理圖,1)基因組太大,必需分散測序,然后將分散的順 序按原來位置組裝,需要圖譜進行指導(dǎo)。 2)基因組存在大量重復(fù)順序,會干擾排序,因此 要高密度基因組圖。 3)遺傳圖和物理圖各有優(yōu)缺點,必須相互整合校正,DNA測序有一個極大的局限性：即使是最精確的技術(shù)，在一個反應(yīng)中也很難測出大于750bp的序列。這就需要將大分子分解為片段。,問題：分析基因組的重復(fù)區(qū)域時會發(fā)生錯誤。,因此，必須首先建立一個基因組的圖譜，通過 標(biāo)明基因和其他顯著特征的位置，為測序提供指導(dǎo)。 一旦得到了基因組的圖譜，測序階段可以采用以下 方法進行： 全基因組鳥槍法（w

2、hole-genome shotgun method） 全基因組鳥槍法是一種快速獲得真核基因組的方法。 2. 克隆重疊群法（clone contig method）：（作圖法測序，限制測序）。 這種逐步測序的方法花時間多，但精確。,克隆重疊群法：contig，指相互間存在重疊順序的一組克隆。根據(jù)重疊順序的相對位置將各個克隆首尾連接，覆蓋的物理長度可達百萬級堿基對。在單個的重疊群中，采用鳥槍法測序，然后在重疊群內(nèi)進行組裝。由上至下。 直接鳥槍法：首先進行全基因組鳥槍法測序，再以基因組圖的分子標(biāo)記為起點，將鳥槍法DNA片段進行組裝。根據(jù)高密度的基因組圖分子標(biāo)記，檢測組裝片段是否處在正確的位置，校正

3、因重復(fù)順序的干擾產(chǎn)生的序列誤排。由下至上,全基因組鳥槍法測序和克隆重疊群法測序最后 都必須將DNA序列回歸到基因組圖上，因此 基因組圖的繪制是基因組測序和組裝的核心內(nèi)容 之一，是基因組全面測序的必要前提。 傳統(tǒng)上將基因組作圖方法分為兩類。 1. 遺傳作圖 2. 物理作圖,2.1 遺傳圖譜與物理圖譜,1）遺傳作圖（Genetic mapping）：采用遺傳學(xué)分析方法將基因或其它DNA序列標(biāo)定在染色體上構(gòu)建連鎖圖。這一方法包括雜交實驗，家系分析。遺傳圖距單位為厘摩(cM), 每單位厘摩定義為1%交換率。 2）物理作圖（Physical mapping）：采用分子生物學(xué)技術(shù)直接將DNA分子標(biāo)記、基因

4、或克隆標(biāo)定在基因組實際位置。物理圖的距離依作圖方法而異，如輻射雜種作圖的計算單位為厘鐳(cR), 限制性片段作圖與克隆作圖的圖距為DNA的分子長度，即堿基對(bp, kb)。,2.1 基因組作圖的方法,通過遺傳圖譜，我們可以大致了解各個基因或DNA片斷之間的相對距離與方向，如哪個基因更靠近著絲粒，那個更靠近端粒等 遺傳距離是通過遺傳連鎖分析獲得的，使用的DNA厘摩標(biāo)志越多，越密集，所得到的遺傳連鎖圖的分辨率就越高 遺傳圖譜不僅是現(xiàn)階段定位基因的重要手段，即使在人類基因組全物理圖譜建立起來之后，它依然是研究人類基因組遺傳與變異的重要手段,2.2 遺傳作圖標(biāo)記,任何一類圖譜都有可識別的標(biāo)記。遺傳圖

5、譜的標(biāo)記是什么呢？,2.2.1 基因標(biāo)記 在經(jīng)典遺傳學(xué)中，研究一種性狀的遺傳必須要求同一性狀至少2種不同的存在形式或稱表型。 起初只有那些能通過視覺區(qū)分的基因表型用于研究。最初的遺傳圖譜是在20世紀(jì)初針對果蠅等生物使用基因作為標(biāo)記構(gòu)建的。,2.2.1 基因標(biāo)記,表型（phenotype) ：一個遺傳性狀必須以兩種替換形式或表型存在才能用于遺傳學(xué)分析 等位基因（allele）：每種表型是由不同的等位基因控制 肉眼分辨的表型：顏色、形狀等。如用于果蠅遺傳圖的構(gòu)建 生化表型：微生物遺傳學(xué)研究,2.2.1 基因標(biāo)記,人類的生化性狀 ABO血型 HLA（人類白細胞抗原） 復(fù)等位基因（multiple a

6、lleles）：人類白細胞抗原（HLA）是最復(fù)雜最具多態(tài)性的體系，位于6 號染色體 HLA-DRBI（human leukocyte antigens-DRBI）基因位點至少有59個等位基因 HLA-B抗原編碼位點有60多個等位基因,ABO 血型基因座上具有編碼不同半乳糖轉(zhuǎn)移酶復(fù)等位基因 其特異性決定了血型的差別,基因是非常有用的標(biāo)記，但并不是理想的。原因： 可用作標(biāo)記的基因十分有限，許多性狀都涉及 多基因。 2. 高等生物基因組中存在大量的基因間隔區(qū)，遺 傳圖中留下大片的無標(biāo)記區(qū)段。 3. 只有部分基因其等位基因成員可以通過常規(guī)實 驗予以區(qū)分，因而產(chǎn)生的遺傳圖是不完整的。,2.2.1 基因標(biāo)

7、記,基因之外的作圖工具統(tǒng)稱為DNA標(biāo)記。與基因標(biāo)記一樣，DNA標(biāo)記必須有至少兩個等位基因才是有用的。有三種類型的DNA序列特征可以滿足這一要求： 限制性片段長度多態(tài)性（restriction fragment length polymorphisms, RFLP） 2. 簡單序列長度多態(tài)性（simple sequence length polymorphisms, SSLP） 3. 單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms, SNP）,2.2.2 DNA標(biāo)記,遺傳標(biāo)記的發(fā)展： 第一代標(biāo)記 經(jīng)典的遺傳標(biāo)記（蛋白質(zhì)和免疫學(xué)的標(biāo)記） 70年代中后期，限制酶片段長

8、度多態(tài)性（RFLP） 第二代標(biāo)記 85年，“小衛(wèi)星序列（minisatellite） 89年，“微衛(wèi)星序列（microsatellite） 第三代標(biāo)記 單核苷酸多態(tài)性標(biāo)記（single nucleotide polymorphism ，SNP）,70年代發(fā)展起來的DNA重組技術(shù)、DNA克隆技術(shù)和DNA探針技術(shù) 為拓展遺傳圖譜的構(gòu)建途徑創(chuàng)造了技術(shù)條件 使人類基因定位的方法從細胞及染色體水平過渡到分子水平 DNA水平的多態(tài)性標(biāo)記位點作為繪制現(xiàn)代遺傳圖譜的主要界標(biāo)，提高圖譜的 精確度、準(zhǔn)確性。遺傳圖譜的繪制進入了一個嶄新的時代 現(xiàn)代遺傳圖譜的概念由Botstein D等(1980)首先提出，在此基礎(chǔ)

9、上，限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）作為遺傳圖譜的第一代嶄新標(biāo)記得以問世 。 限制性位點能夠用作基因標(biāo)記。廣泛應(yīng)用到基因組研究中?；蚧蚧蚪M可以用重疊的限制性片段來作圖。最終擴展到整個序列，構(gòu)建連鎖圖譜,同一物種的亞種、品系或個體間基因組DNA 受到同一種限制性內(nèi)切酶作用而形成不同的酶切圖譜的現(xiàn)象，稱為限制性片段長度多態(tài)性（RFLP)。 這是由于基因組DNA某一位點上的變異有可能引起該位點特異性的限制性內(nèi)切酶識別位點的改變，包括原有位點的消失或出現(xiàn)新的酶切位點，致使酶切片段長度隨之發(fā)生變化而產(chǎn)生。,最早發(fā)現(xiàn)的DNA分子標(biāo)記RFLP：由于同源染色體同一區(qū)段DNA序列的差異，當(dāng)用限制酶處理時，可

10、產(chǎn)生長度不同的限制性片段,RFLP:restriction fragment length polymorphism, 限制性片段長度多態(tài)性,RFLP是如何發(fā)現(xiàn)的?,在猶他州鹽湖城滑雪勝地艾爾塔的一場例行的學(xué)術(shù)討論中, 從事經(jīng)典人類遺傳學(xué)研究的專家與從事分子生物學(xué)研究的專家進行學(xué)術(shù)交流。分子生物學(xué)家從經(jīng)典遺傳學(xué)的研究中獲得靈感。,David Botstein,David Botstein開創(chuàng)核酸限制性片段 長度多態(tài)性分析技術(shù)，用于標(biāo)志不同 個體間的基因差別，為后來的人類基 因組計劃奠定了基礎(chǔ)。 PRINCETON, N.J. - Princeton University has named D

11、avid Botstein, a renowned geneticist, educator and pioneer of the Human Genome Project, as the new director of the Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics.,第1篇有關(guān)人類RFLP實驗論文,A Highly Polymorphic Locus in Human DNA Arlene R. Wyman and Ray White, MIT A locus in the human genome, not associated w

12、ith any specific gene, has been found to be a site of restriction fragment length polymorphism. The polymorphism was found by hybridizing a 16- kilobase-pair segment of single-copy human DNA, selected from the human genome library cloned in phage CH4A, to a Southern transfer of total human DNA diges

13、ted with EcoRI. DNAs from a number of individuals from within Mormon pedigrees as well as random individuals have been examined. The locus is highly variable, with at least eight alleles present, homozygotes accounting for less than 25% of the individuals examined. -PNAS | November 1, 1980 | vol. 77

14、 | no. 11 | 6754-6758,對RFLP的檢測主要是用Southern雜交的方法進行 基本流程： 組織或細胞基因組DNA限制性內(nèi)切酶消化瓊脂糖凝膠電泳印跡轉(zhuǎn)移至濾膜加入探針雜交洗膜放射自顯影獲得反映個體特異性的RFLP圖譜。,RFLP多態(tài)性的產(chǎn)生與檢測,所用的探針位于染色體的不同位點，可以作為一種分子標(biāo)記，構(gòu)建分子圖譜。,RFLP標(biāo)記的主要特點是： （1）遍布于整個基因組； （2）無表型效應(yīng),不受發(fā)育階段及器官特異性限制 （3）共顯性，可區(qū)分純合子和雜合子； （4）結(jié)果穩(wěn)定、可靠； 用途：RFLP主要用于群體水平和系統(tǒng)發(fā)育研究上.進行個體識別；繪制遺傳圖譜；目的基因定位；檢測群體

15、內(nèi)或群體間序列差異程度；輔助育種等。 自RFLP問世以來，已經(jīng)在基因定位及分型、遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建、疾病的基因診斷等研究中得到了廣泛的應(yīng)用。,共顯性: （兩個親本的性狀在一個個體中同時出 現(xiàn)，沒有顯隱關(guān)系）,問題： 克隆可表現(xiàn)基因組DNA多態(tài)性的探針較為困難 DNA需要量大，實驗操作較繁鎖，檢測周期長成本費用也很高。 RFLP分子標(biāo)記分布密度過于稀疏。 現(xiàn)已逐步被其他類型分子標(biāo)記所取代。 RFLP是最早發(fā)現(xiàn)的分子標(biāo)記，也被稱為第一代分 子標(biāo)記。,2. 簡單序列長度多態(tài)性(SSLP),1) 可變排列的簡單重復(fù)序列, 即重復(fù)次數(shù)不一, 在染色體的同一座位重復(fù)序列拷貝數(shù)不同; 2) SSLP的類型:

16、 小衛(wèi)星序列(minisatellite), 有時又稱可變串聯(lián) 重復(fù)（VNTR），重復(fù)單位較長。重復(fù)序列為16-100個核苷酸，主要分布在染色體端粒及著絲粒 微衛(wèi)星序列(micrisatellite), 或稱簡單串聯(lián)重 復(fù)（STR），重復(fù)單位較短。重復(fù)序列只有2-6個核苷酸，分布在整個基因組。,microsatellite marker又稱簡單串連重復(fù)（short tandem repeat，STR），最重要的優(yōu)點是高度多態(tài)性，提供的信息量相對很大；另外可用PCR技術(shù)使操作實現(xiàn)自動化，遺傳圖與物理圖研究中非常有用的工具 20世紀(jì)80年代后期,人們開始應(yīng)用微衛(wèi)星序列(microsatellite

17、,MS)繪制圖譜。1994年底，美、法完成了以RFLP及微衛(wèi)星為標(biāo)志的遺傳圖譜.圖譜包含了5826位點，覆蓋4000cM，分辨率高達0.7cM1996年法國報道了完全以微衛(wèi)星DNA標(biāo)志構(gòu)建的遺傳連鎖圖，包含2335位點，分辯率為1.6cM,微衛(wèi)星序列（SSR）,共顯性,如何檢測SSR,根據(jù)簡單重復(fù)順序兩側(cè)的序列設(shè)計引物, PCR，經(jīng)聚丙烯胺凝膠電泳分辨.,SSR技術(shù)的優(yōu)點是： （1）在基因組中隨機分布，檢測的多態(tài)性頻率高； （2）PCR特異引物，重復(fù)性好； （3）共顯性，操作相對簡單。 問題是： （1）SSR需要測序和設(shè)計引物，因而需要大量 的人力、物力和時間； （2）另外其種屬特異性強，開發(fā)

18、所需的費用高 昂，因此一些實驗室進行了合作，共同開 發(fā)微衛(wèi)星引物。,利用SSR標(biāo)記的關(guān)鍵是引物的設(shè)計 對于已經(jīng)進行基因組全序列測定的生物或遺傳學(xué)研究比較經(jīng)典的生物，可以直接從其基因組進行查找和利用有關(guān)程序進行引物的設(shè)計或利用別人已經(jīng)發(fā)表的引物來進行實驗； 而對于沒有基因組序列信息的生物，就需要進行有關(guān)引物的設(shè)計工作。,微衛(wèi)星序列標(biāo)記研究,1) 1982年Hamada等首次報道m(xù)icrosatrllite現(xiàn)象 (PNAS, 79:6564, 1982) 2) 1989年Weber等從GenBank中發(fā)現(xiàn)人類基因組的8個位點中, 有7個位點存在(CA)n拷貝數(shù)的變化(Am.J.Hum.Genet.

19、, 44:388, 1989). 3) 現(xiàn)已證實人和老鼠基因組中平均每18-28 kb含有一個多態(tài)性(CA)n. 4) 獲取方法: a) 計算機搜尋; b) 用限制酶酶切基因組DNA, 構(gòu)建DNA文庫。合成簡單寡聚重復(fù)核苷酸作為探針從庫中篩選.,SSLP標(biāo)記在基因組中的分布具有多態(tài)性頻率高以及分布比較均勻的特點，此外SSLP標(biāo)記可以采用PCR方法直接擴增，經(jīng)聚丙烯胺凝膠電泳分辯，現(xiàn)已成為主流的分子標(biāo)記，又稱為第二代分子標(biāo)記。,SSR標(biāo)記應(yīng)用：現(xiàn)已證明微衛(wèi)星DNA 存在于絕大多數(shù)真核生物基因組中，因此已廣泛應(yīng)用于遺傳圖譜構(gòu)建、品種純度檢測及遺傳多樣性分析、重要性狀基因的定位等。,3. SNP(單

20、核苷酸多態(tài)性),SNP是指同一物種不同個體基因組DNA的等位序列上單個核苷酸存在差異的現(xiàn)象。,SNP只涉及單個堿基的變異，這種變異可以由單個堿基的轉(zhuǎn)換（包括C與T互換，G與A互換），或顛換（包括C與A、G與T、C與G、A與T互換）引起。 點突變，位于密碼子的搖擺位置，表現(xiàn)為沉默突變而被大量保留下來。大多數(shù)不能被限制酶識別，必須采取測序或寡聚核苷酸雜交檢測 在人類基因組中可達到300萬個，平均每1000個堿基對就有一個 數(shù)目多，覆蓋密度大，被稱為第三代分子標(biāo)記,根據(jù)SNP在基因中的位置，SNP可分為： 基因編碼區(qū)SNP（coding SNP, cSNP） 基因周邊SNP（peripheral S

21、NP, pSNP） 基因間SNP （intronicSNP, iSNP）,從對生物的遺傳性狀的影響，基因編碼區(qū)SNP cSNP又可分為兩種： 1.同義cSNP(synonymous cSNP)：SNP引起的編碼序列的改變并不影響其翻譯的蛋白質(zhì)的氨基酸序列; 2. 非同義cSNP（non-synonymous cSNP）：指堿基序列的改變可使以其為藍本翻譯的蛋白質(zhì)序列發(fā)生改變，從而影響了蛋白質(zhì)的功能，這種改變常是導(dǎo)致生物性狀改變的直接原因。,SNP標(biāo)記可用DNA芯片技術(shù)檢測：將不同的寡核苷酸固定在芯片上，標(biāo)記待測DNA，一次就可檢測很多SNP標(biāo)記。 盡管單一的SNP所提供的信息量遠小于現(xiàn)在常用的

22、分子標(biāo)記，但SNP的數(shù)量極其豐富，并且可以自動化檢驗，因此其具有廣泛的應(yīng)用前景。 SNP數(shù)量比微衛(wèi)星標(biāo)記數(shù)要高出幾個數(shù)量級。,例如：34個SNP這種相鄰的界標(biāo)構(gòu)成的單倍型（haplotype）就可以有816種：,Haplotype:一條同源染色體上的等位基因或遺傳標(biāo)記所構(gòu)成的組合。,人類不同群體中存在的SNP,SNP發(fā)生在全部人群的至少1%的人中。,大多數(shù)SNP位于非編碼序列，不影響基因功能。有些SNP位置靠近特定的基因，可作為基因的標(biāo)志。 其它的SNP位于編碼序列內(nèi)，可改變基因表達的蛋白質(zhì)，從而影響人類健康。,多肽鏈?zhǔn)怯砂被徇B接而成的。氨基酸具有不同的化學(xué)性質(zhì)。 多肽鏈須折疊成蛋白質(zhì)的立體

23、結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮正常的功能。如果多肽鏈中一個或多個氨基酸發(fā)生了改變，則蛋白質(zhì)折疊和功能可能會發(fā)生改變。,有些SNP盡管位于編碼序列內(nèi)，但并不改變蛋白質(zhì)的組成。 例：CUG-CUC亮氨酸,有些SNP會給蛋白質(zhì)帶來微小而無害的影響。 例：GAUGAG 天東氨酸變成了谷氨酸。兩者都是酸性氨基酸。如果發(fā)生位置對蛋白質(zhì)功能影響不大，結(jié)果就是無害的。蛋白質(zhì)還會發(fā)揮正常的功能。,有些SNP會給蛋白質(zhì)的功能帶來有害的影響，稱為變異。 例：GAUGUU 天東氨酸變成纈氨酸。由于化學(xué)性質(zhì)完全不同，會嚴(yán)重地影響到蛋白質(zhì)的折疊和功能。 鐮刀形紅細胞貧血癥 血紅蛋白基因中單個堿基的改變導(dǎo)致谷氨酸被纈氨酸取代。變異的血紅蛋白

24、不能再攜氧，導(dǎo)致疾病。,有些SNP帶來的影響在一般情況下不顯現(xiàn)，只有在身體暴露在致病因子時才顯現(xiàn)。因為這些SNP所在的基因負責(zé)調(diào)節(jié)有害因子的吸收，代謝，排泄等?；虻奈⑿∽兓瘯绊懭梭w對疾病的易感性。 例：吸煙肺癌，過量飲酒肝癌。,當(dāng)人吸煙時，致癌因子的前體進入肺部細胞內(nèi)。激活蛋白會將致癌因子的前體轉(zhuǎn)變成致癌因子。致癌因子會被解毒蛋白變成水溶性物質(zhì)并經(jīng)尿排出體外。,位于激活蛋白基因內(nèi)的SNP會影響激活蛋白的活性。 有些人的激活蛋白活性超強，可以在肺部產(chǎn)生大量的致癌因子，損害細胞的DNA導(dǎo)致癌癥。 有些人的激活蛋白活性超弱，產(chǎn)生的致癌因子較少，患癌癥的可能性較低。,SNP還會影響解毒蛋白的活性。

25、 有些人的解毒蛋白活性超強，可以很快將致癌因子排出體外?；及┌Y的可能性較低。 有些人的解毒蛋白活性超弱，將致癌因子排出體外的速度慢。患癌癥的可能性較高。,在染料廠工作的工人會經(jīng)常接觸芳胺，患膀胱癌的可能性較高。 肝臟中有兩種酶可作用于芳胺。一種是解毒酶，將芳胺轉(zhuǎn)變成無毒物質(zhì)并排出體外。另一種是激活酶，可將芳胺轉(zhuǎn)變成致癌因子的前體，并轉(zhuǎn)運至膀胱，可致膀胱癌。,SNP會影響解毒酶的活性。有些人的解毒酶活性較低，將芳胺轉(zhuǎn)變成無毒物質(zhì)的速度較慢。較多的芳胺會被轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳┮蜃印＿@些人患膀胱癌的可能性較高。,療效及副作用的個體差異?？刂扑幬锏奈?，轉(zhuǎn)運，代謝，排泄等環(huán)節(jié)的蛋白SNP。 例：將藥物轉(zhuǎn)變成有效

26、成分的蛋白及將藥物轉(zhuǎn)變成有毒副產(chǎn)物的蛋白。 解釋療效及副作用。,SNP數(shù)量眾多，穩(wěn)定及易于檢測。用作基因的標(biāo)記。 如SNP位于基因的附近并隨基因一起遺傳。發(fā)現(xiàn)了SNP就等于發(fā)現(xiàn)了基因。,科學(xué)家們正對很多人的基因組進行大規(guī)模的測序，以找出所有的SNP，并繪制SNP的圖譜。,每個人都有他自己的SNP類型。 根據(jù)SNP類型將一個大的人群分為小的群體。,不同SNP類型的人對治療的反應(yīng)不同。 將來，在確診后，根據(jù)患者SNP類型來確定治療方法。,SNP類型還有助于發(fā)現(xiàn)疾病基因。 只在疾病患者上發(fā)現(xiàn)的SNP是疾病基因的標(biāo)記。 有的SNP在基因附近，通過SNP可發(fā)現(xiàn)疾病基因。,SNP類型還有助于發(fā)現(xiàn)患病的危險

27、性。 例：在隨機抽取的100正常人中，80人有SNP A，20人有SNP B。而在100個腎癌患者中，60人有SNP A，40人有SNP B。 SNP B的人患腎癌的危險性比SNP A的人高。,通過SNP圖譜，研究SNP與疾病易感性，治療有效性等的關(guān)系。 生活方式的干預(yù)（吸煙，飲酒）,選擇適當(dāng)療法。,2.3 遺傳作圖的方法,理論基礎(chǔ)：采用一組分子標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖 的方法主要依賴于連鎖分析。 基本方法：兩點測驗法和三點測驗法,2.3 遺傳作圖的方法,連鎖分析是遺傳作圖的基礎(chǔ)：1905，Bateson，Saunder和Punnett首創(chuàng)；1911年Morgan揭示了連鎖分析的意義 在同一條染色體上的

28、基因間表現(xiàn)出遺傳連鎖(Genetic linkage)，因為它們都是在同一條長的DNA分子上 部分連鎖與重組： 比利時細胞學(xué)家Janssens發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂時同源染色體的交換 Sturtevant：2 個彼此靠近的基因之間因交換而分離的頻率，要比相互遠離的2個基因之間發(fā)生分離的頻率要小 重組率則可成為測量基因之間相對距離的尺度，只要獲得不同基因之間的重組率，就可繪制一份基因位于染色體上相對位置的地理圖,部分連鎖與遺傳作圖,構(gòu)建遺傳圖譜的基本原理 真核生物遺傳過程中會發(fā)生減數(shù)分裂，此過程中染色體要進行重組和交換，這種重組和交換的概率會隨著染色體上任意兩點間相對距離的遠近而發(fā)生相應(yīng)的變化。 根據(jù)概率

29、大小，人們就可以推斷出同一條染色體上兩點間的相對距離和位置關(guān)系。 正因為如此，我們得到的這張圖譜也就只能顯示標(biāo)記之間的相對距離。我們稱這一距離(概率)為遺傳距離(cM)，由此構(gòu)建的圖譜也稱為遺傳圖譜。,連鎖遺傳圖的做法,一般以最左端的基因位置為0，如發(fā)現(xiàn)有新的基因在更左端的位置時，把0點讓給新基因，其余的基因座位作相應(yīng)移動 由于較遠的兩基因之間發(fā)生偶數(shù)次交換，但沒有出現(xiàn)重組類型，所以交換值要大于重組率。繪制連鎖遺傳圖時，需根據(jù)重組率進行圖距的校正,遺傳圖的偏離,重組熱點：近端粒區(qū)、著絲點區(qū)特異基因區(qū)段（小鼠主要組織兼容性復(fù)合座位）性別影響：不同性別具有不同的重組熱點,2.3.3 不同模式生物的

30、連鎖分析 連鎖分析分為3大范疇： 1. 有性雜交實驗 2. 系譜分析 3. DNA轉(zhuǎn)移,雜交實驗的連鎖分析,選擇已知基因型的親本，設(shè)計雜交方案，獲得交配的子代并分析其表型和基因型 對于高等真核生物的常規(guī)連鎖分析并不是直接檢查配子，而是檢測分別來自兩個親本配子融合形成的二倍體基因型，即進行遺傳雜交 兩點雜交和多點雜交,兩點雜交：常用測交方法分析子代基因型分離比測交：雜合體X隱性純合體 子代表型逆推親代交換率,多點雜交：三個位點分析雙雜交,RFLP連鎖圖,RFLP是第一種用于研究的DNA標(biāo)記（David Bostein，1980） 基本設(shè)想：由于同源染色體同一區(qū)段DNA順序的差異，用限制酶消化時，

31、會得到長度各不相同的限制性片段。經(jīng)過瓊脂糖凝膠電泳分離，可直接顯示不同個體同一位點DNA組成的差異 由于限制酶的專一性，用不同的限制酶處理同一DNA樣品時，可以產(chǎn)生與之對應(yīng)的不同限制性片斷，從而提供大量位點多態(tài)性信息,親本：A1/B1和A2/B2，個體231；新組合：A1/B2和A2/B1，個體39 交換率：39/（231+39）=14%；A與B相距14cM,RFLP原理圖示：,標(biāo)記1 標(biāo)記2,人類遺傳圖譜的構(gòu)建系譜分析作圖,人類不可能根據(jù)需要選擇親本，設(shè)計雜交組 合，構(gòu)建分離群體。 只能檢測現(xiàn)存家庭連續(xù)幾代成員的基因型。 家系分析法。 資料有限、必須借助于統(tǒng)計學(xué)方法。,系譜分析,系譜分析法即

32、對某家庭性狀相關(guān)成員進行 統(tǒng)計，分析性狀之間的連鎖關(guān)系，通過重組率進行相關(guān)基因定位，這種方法又稱家系分析法(pedigree method) 不能進行有計劃的遺傳實驗，只能收集家系成員的相關(guān)資料進行連鎖分析，主要涉及人類和多年生樹木 優(yōu)勢對數(shù)值（lod score）分析：lod值是基因連鎖可能性的對數(shù)，用于判定所研究的兩個標(biāo)記是否在同一染色體上，換句話說就是基因是否連鎖。如果優(yōu)勢對數(shù)分析確定了連鎖，然后可以提供最可能的重組頻率程度。理想的情況是資料來自不同系譜,細菌的遺傳作圖,轉(zhuǎn)化（ transformation ）：供體細胞釋放的一段DNA（通常小于50kb），經(jīng)受體細胞攝取后整合到基因組中

33、，可借助抗性培養(yǎng)基篩選重組克隆 轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction)：通過噬菌體將小片段DNA從供體細胞轉(zhuǎn)移到受體細胞 接合轉(zhuǎn)移(conjugation)：兩個細菌形成物理接觸，DNA從供體轉(zhuǎn)移到受體,細菌的遺傳重組,細菌遺傳作圖中采用的都是生化標(biāo)記（如合成色氨酸的能力、對抗生素的敏感性等），隱性表型（如不能合成色氨酸）是可以互補的性狀。 基因轉(zhuǎn)移在具有野生型等位基因的供體品系與具有隱性等位基因的受體品系之間進行，根據(jù)受體細胞是否獲得基因指令的生化功能來監(jiān)測轉(zhuǎn)移的DNA是否進入受體細胞 接合：根據(jù)野生型基因進入受體的時間表，可以確定基因所在的位置 轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)化：依據(jù)所研究的基因是否同時出現(xiàn)在受體細胞

34、中，緊密連鎖的基因總是有最高的機率被同時轉(zhuǎn)移。,基因與分子標(biāo)記的共分離,共分離：如果限制酶多態(tài)性在基因組中自由發(fā)生，則有些會在特定基因附近產(chǎn)生。我們可以確定這樣的限制性標(biāo)記，因為該標(biāo)記與突變表型密切相關(guān)。如果比較患病者的和正常人的DNA 限制圖譜，可能發(fā)現(xiàn)一個特定的限制性位點通常出現(xiàn)(或者丟失)在患者DNA 中，原因是限制性標(biāo)記與表型間100%相關(guān)。它暗示限制性標(biāo)記與突變基因距離很緊，以至于它們在重組中不能分離,2.4 遺傳圖繪制,2.4.1 人類遺傳圖 人類解剖圖包括4張小圖，包括了人類基因組計劃的全部主要內(nèi)容，它們分別是遺傳圖（連鎖圖）、物理圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄圖 。 人類遺傳圖有6000多個遺傳標(biāo)記作為路標(biāo)，把基因組分成6000多個區(qū)域，只要以連鎖分析的方法，找到某一表現(xiàn)型的基因與其中一種遺傳標(biāo)記鄰近（即緊密連鎖）的證據(jù)，就可以把這一基因定位于這一標(biāo)記所界定的區(qū)域內(nèi)。 這樣，如果想確定與某種已知疾病有關(guān)的基因，即可根據(jù)決定疾病性狀的位點與選定的遺傳標(biāo)記間的遺傳距離，來確定與疾病相關(guān)的基因在基因組中的位置。,人類疾病基因研究,致病基因及相關(guān)基因的克隆在基因組學(xué)研究中占據(jù)著核心位置。 對疾病的預(yù)防，診斷，治療等有重要意義。 人類基因組計劃的直接動因是要解決包括腫瘤在內(nèi)的人類疾病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)問題。,