====基因所属连锁群或染色体的测定====
系谱分析法 在早期的系谱分析法 在早期的[[人类遗传学]]研究中,基因所属染色体的测定一般都通过系谱分析进行。由于女子有两个X染色体,男子有一个X染色体和一个Y染色体,Y染色体上不存在和 X染色体相应的[[等位基因]](也就是说对于 X连锁基因来讲,男子是半合体)。因此男性患者的X连锁致病基因必然来自母亲,以后又必定传给女儿。这种遗传方式称为交叉遗传。如果在一个家系中外祖父是某种疾病的患者,母亲的表型是正常的,外孙中有半数是患者,就可以判断有关的隐性致病基因是在 X染色体上。[[色盲]]基因便是1911年通过系谱分析最早发现的人的[[性连锁]]基因。位置在X染色体上的性连锁基因称为X连锁基因。[[常染色体遗传]]也有它自己的系谱特点(见人类遗传性疾病)。根据系谱分析一般只能够判断基因属于[[性染色体]]或[[常染色体]],可是不能判断究竟属于哪一个常染色体。
非整倍体测交法 非整倍体测交法可以用来测定基因属于哪一个常染色体。用非整倍体测交法 非整倍体测交法可以用来测定基因属于哪一个常染色体。用[[常染色体隐性]]突变型[[纯合]]体(a/a)和[[野生型]][[二倍体]](+/+)杂交,再用[[子一代]]杂合体(a/+)和隐性[[亲本]]回交,在它们的子代中表型是野生型的和表型是突变型的各占50%(见[[孟德尔定律]])。
杂交 a/a × +/+
比例 1 ∶ 1
如果常染色体隐性突变型纯合体和某一染色体的野生型三体 (+/+/+)品系(见染色体畸变)杂交,子一代中的三体个体再和隐性亲本回交,在它们的子代中野生型和突变型之比是5∶1而不是1∶1。
如果常染色体隐性突变型纯合体和某一染色体的野生型单体品系 (+)杂交,在子一代中就出现50%的突变型个体,而不是100%的野生型。
根据上述三种不同的杂交结果,可见只要具备相当于每一染色体的一系列三体和单体品系,便能从杂交子代的突变型和野生型的比数中判断任何一个[[突变基因]]所属的染色体。[[小麦]]是[[多倍体]]植物,多倍体植物增加或减少一个染色体不会使它的生活力受到严重的影响,因此容易建立整套三体或单体品系,使基因定位工作得以顺利进行。除了小麦等植物以外,这一方法也用在[[酵母菌]]的遗传学研究中。
四分体分析法 由于子囊菌四分体分析法 由于子囊菌[[减数分裂]]所形成的四分体包被在一个[[子囊]]里,所以判断两个基因是否连锁,只需计算出各种类型的四分体数(即子囊数)。如果其中一个基因所属的连锁群已经知道,便很容易测定另一基因是否属于同一连锁群。
四分体有三种,即[[亲代]]二型(PD)、非亲代二型(NPD)和四型 (T)。如果有关的两个基因是连锁的,即PD是不交换或二线[[双交换]]的结果,NPD是四线双交换的结果,T是单交换或三线双交换的结果(见连锁和交换)。如果有关的两个基因是不连锁的,那么双基因杂交子代中所出现的四分体类型要看这两个基因各自和[[着丝粒]]之间是否发生交换而定。
根据这些关系,可以得到这样的规律:在双基因杂交子代的四分体类型中如果PD数大大地超出 NPD数而且T多而NPD少,那么这两个基因是连锁的,如果PD数和NPD数接近而且T少而NPD多,那么是不连锁的,一般把NPD/T的比值大于或小于1/4作为判断的标准。
连锁群法 连锁群法
==利用近着丝粒距离基因的定位法==
在构窠曲霉这一类[[真菌]]的准性[[生殖]]过程中,杂合[[二倍体细胞]]在有丝分裂时常随机地丢失它的染色体。染色体在多次有丝分裂过程中逐条丢失而使二倍体细胞终于转变为[[单倍体]]细胞的过程称为单元化。如果一对染色体中带有[[显性]]的[[野生型基因]]的[[染色体丢失]]了,那么[[同源染色体]]上[[隐性基因]]的性状便得以表现。此外,通过体细胞交换也可以从杂合二倍体得到表现隐性性状的子代细胞。不过一次体细胞交换只能导致着丝粒一侧的隐性基因的性状得以表现,而同一染色体同时发生两次交换的概率极低,因此假如一个染色体的着丝粒两侧的隐性基因的性状都在一个子代细胞中表现,那就说明这是带有显性基因的染色体丢失的结果。另一个待测的隐性突变型如果同时得以表现,这就是它和已知基因有连锁关系的证据。
利用染色体易位的基因定位 利用染色体易位的基因定位
==直接[[观察法]]==
====基因在染色体上的位置的测定====
根据重组频率的基因定位 同一染色体上两个基因之间的距离愈远,则发生交换的机会愈多,杂交子代中根据重组频率的基因定位 同一染色体上两个基因之间的距离愈远,则发生交换的机会愈多,杂交子代中[[重组体]]也就愈多。所以测定杂交子代中重组体的多少,就可以知道有关的基因的距离,这是最基本的基因定位方法。A.H.斯特蒂文特把杂交子代中出现 1%重组体的两个基因之间的距离定为一个[[图距单位]],后来又有人称之为一个分摩,用来纪念首先提出交换概念的T.H.摩尔根。同一原理也适用于单倍体[[微生物]]的基因定位。
==[[三点测验]]法==
从表中的数值求得:
基因y和w之间的重组频率=1.3%
基因w和m之间的重组频率=32.8%
由于体细胞交换频率远远低于减数分裂过程中的交换频率,所以这一方法一般只用于不进行[[有性生殖]]的生物如某些真菌等的基因定位。这一方法也曾在衣藻中用来进行[[叶绿体]]基因的定位。
根据所测基因在某一已知染色体区段中是否存在的 基因定位 如果染色体的某一区段的位置是已知的,而且测得某一基因的位置在这一区段中,那么这一基因的位置也就被测定了。根据所测基因在某一已知染色体区段中是否存在的基因定位 如果染色体的某一区段的位置是已知的,而且测得某一基因的位置在这一区段中,那么这一基因的位置也就被测定了。
==缺失定位法==
这是一种[[结合物]]理图谱制作和遗传学分析的基因定位方法,它适用于病毒等[[基因组]]较小的生物。以[[大肠杆菌噬菌体]]ΦX174为例,把野生型[[噬菌体]]的双链[[复制型]] [[DNA]][[分子]]用[[限制性内切酶]]HindⅡ切为13个片段,把每种片段和突变型 amg的DNA[[单链]]在使DNA分子变性并[[复性]]的条件下混合保温,然后用各个样品分别转化[[受体]]细菌。如果在某一样品处理后的受体细菌中出现了大量的野生型噬菌体,于是就说明这一样品中的HindⅡ片段包含着amg的相应的野生型基因,由于13个HindⅡ片段的位置在[[物理图谱]]中全部都是已知的,因此便可以推知amg基因在染色体上的相应位置。用这一方法在ΦX174的环状的[[染色体图]]上已经测定了至少19个基因的位置。
根据并发事件的基因定位 位置邻近的基因表现某些相关的行为,所以从这些行为可以推测基因的连锁关系。根据并发事件的基因定位 位置邻近的基因表现某些相关的行为,所以从这些行为可以推测基因的连锁关系。
==共转导法==
缺失带来和[[基因突变]]相同的表型。由一次缺失所造成的突变只涉及相邻接的基因,因此可以从缺失所带来的基因突变的分析来测定一些基因的相对位置,这一方法被广泛应用于酵母菌的[[线粒体基因]]的定位(见染色体外遗传)。
根据基因行为的定位 基因的某些行为可以反映它们的位置。在细菌接合过程中“雄性”细菌的染色体基因按先后顺序转移到“雌性”细菌中。一些基因组较小的病毒,整个基因组往往作为一个单位根据基因行为的定位 基因的某些行为可以反映它们的位置。在细菌接合过程中“雄性”细菌的染色体基因按先后顺序转移到“雌性”细菌中。一些基因组较小的病毒,整个基因组往往作为一个单位[[转录]]。因此接合过程中[[基因转移]]的先后、转录过程中转录的先后或DNA复制的先后都可以在某些特殊的生物中用来作为基因定位的手段。
==中断杂交法==
许多 [[RNA]]病毒的整个基因组往往作为一个单位转录。随着转录的进行,由基因组上各个基因所编码的[[蛋白质]]也依序在寄主细胞中出现。当寄主细胞被[[紫外线]]照射使本身的[[蛋白质合成]]受到抑制时,[[病毒蛋白]]的出现更为明显。紫外线照射也起着[[抑制病毒]]基因组的转录的作用。紫外线在 RNA分子的某一部位造成损伤后,损伤的部位和它后面的基因的转录都将受到影响,损伤部位以前的基因的转录则不受影响。因为转录沿负链RNA的3′端向5′端进行,所以愈是接近3′端的基因的转录和由它编码的蛋白质在寄主细胞中的合成受到紫外线损伤的影响愈小,而愈是接近 5′端的基因和相应的蛋白质的合成愈容易为紫外线照射所抑制。因此只要先用相同剂量的紫外线照射待测病毒,然后再测出寄主细胞中该病毒编码的各种蛋白质的产量,便可以推知该病毒各个基因的位置。
测定绝对位置的基因定位 测定绝对位置的基因定位
==细胞学图==
====基因精细结构分析====
重组频率定位法 原理和在高等动植物中用杂交子代中重组频率的高低来计算两个基因间的距离没有不同。不过在微生物中一个菌落或一个噬重组频率定位法 原理和在高等动植物中用杂交子代中重组频率的高低来计算两个基因间的距离没有不同。不过在微生物中一个菌落或一个噬[[菌斑]]代表一个个体,因而便于通过大量的杂交子代的观察来进行精细结构分析;而且往往采用选择性培养方法淘汰没有发生重组的亲本,使分析的效率和精密度进一步提高。不过精细结构的重组频率容易受到突变位置本身的影响,这就是标记影响。
缺失定位法 原理和基因的缺失定位相同,不过需要具备种类更多而差别更为细微的缺失菌株。在大肠杆菌的 缺失定位法 原理和基因的缺失定位相同,不过需要具备种类更多而差别更为细微的缺失菌株。在大肠杆菌的 [[T4]]噬菌体中曾经获得一系列快速[[溶菌]]突变型rⅡ基因部分缺失突变型,利用这些突变型可以迅速测定任何一个 rⅡ[[点突变]]在rⅡ基因中的位置。图5中的每一编号标明的横线表示一个缺失突变型的缺失范围。定位分两步进行,首先测定大的范围,然后测定精确的位置。例如有一个点突变型和缺失突变型 A105和638能发生重组而和其余五个不发生重组,就可知它的位置在区域A5中,然后进一步利用A5中三个缺失突变型1605、1589、PB230进行更精确的定位(图5)。可见只要有足够多的缺失突变型,就可使位置测定得十分精确。这一方法在实际操作上很简单,因为只要观察有没有噬菌斑出现,而无须计算噬菌斑的数目。
共转导定位法 原理和基因的共转导定位也没有不同。共转导的精确性较好,而且所需要的只是一个转导噬菌体菌株,所以应用较广,尤期适用于测定一系列属于同一基因的点突变的相对位置。共转导定位法 原理和基因的共转导定位也没有不同。共转导的精确性较好,而且所需要的只是一个转导噬菌体菌株,所以应用较广,尤期适用于测定一系列属于同一基因的点突变的相对位置。
体细胞重组定位法 原理相同于基因纯合化的定位方法。由于体细胞交换发生得较少,所以常用 体细胞重组定位法 原理相同于基因纯合化的定位方法。由于体细胞交换发生得较少,所以常用 [[X射线]]处理杂合体使之发生更多的体细胞交换。
基因转变的梯度定位法 一个基因内部的各个点突变的基因转变常呈梯度现象,即在这基因的一端发生基因转变的频率最高,在另一端则最低,在两端之间存在着一个转变频率的梯度。对于任何一个未知位置的点突变,可以通过基因转变频率的测定进行精细结构定位。这一方法的应用限于一次减数分裂产物包被在一个囊里面的子囊菌,而且限于影响子囊孢子颜色和形状的基因。基因转变的梯度定位法 一个基因内部的各个点突变的基因转变常呈梯度现象,即在这基因的一端发生基因转变的频率最高,在另一端则最低,在两端之间存在着一个转变频率的梯度。对于任何一个未知位置的点突变,可以通过基因转变频率的测定进行精细结构定位。这一方法的应用限于一次减数分裂产物包被在一个囊里面的子囊菌,而且限于影响子囊孢子颜色和形状的基因。
====小结====
==参看==
*[[医学遗传学/基因定位]]
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