det er to karakteristiske typer «Kart» som brukes innen genom kartlegging: genetiske kart og fysiske kart. Mens begge kartene er en samling av genetiske markører og gene loci, genetiske kart avstander er basert på genetisk kobling informasjon, mens fysiske kart bruker faktiske fysiske avstander vanligvis målt i antall basepar. Mens det fysiske kartet kan være en mer «nøyaktig» representasjon av genomet, gir genetiske kart ofte innsikt i naturen til forskjellige regioner av kromosomet, f. eks. den genetiske avstanden til fysisk avstandsforhold varierer sterkt ved forskjellige genomiske regioner som reflekterer forskjellige rekombinasjonsrater, og en slik hastighet er ofte indikativ for eukromatisk (vanligvis genrik) vs heterokromatisk (vanligvis genfattig) regioner av genomet.
genmappingrediger
Forskere begynner et genetisk kart ved å samle prøver av blod., spytt eller vev fra familiemedlemmer som bærer en fremtredende sykdom eller egenskap og familiemedlemmer som ikke gjør det. den vanligste prøven som brukes i genkartlegging, spesielt i personlige genomiske tester, er spytt. Forskere isolerer DERETTER DNA fra prøvene og undersøker det nøye, og ser etter unike mønstre i DNA fra familiemedlemmene som bærer sykdommen SOM DNA fra DE som ikke bærer sykdommen, ikke har. Disse unike molekylære mønstre I DNA er referert til som polymorfismer, eller markører.
de første trinnene for å bygge et genetisk kart er utviklingen av genetiske markører og en kartleggingspopulasjon. Jo nærmere to markører er på kromosomet, jo mer sannsynlig er de å bli sendt videre til neste generasjon sammen. Derfor kan» co-segregation » mønstre av alle markører brukes til å rekonstruere deres rekkefølge. Med dette i bakhodet registreres genotypene til hver genetisk markør for både foreldre og hvert individ i de følgende generasjonene. Kvaliteten på de genetiske kartene er i stor grad avhengig av disse faktorene: antall genetiske markører på kartet og størrelsen på kartleggingspopulasjonen. De to faktorene er sammenkoblet, da en større kartpopulasjon kan øke» oppløsningen «av kartet og forhindre at kartet blir»mettet».
i genkartlegging kan enhver sekvensfunksjon som trofast kan skilles fra de to foreldrene, brukes som en genetisk markør. Gener, i denne forbindelse, er representert av «egenskaper» som kan trofast skille mellom to foreldre. Deres kobling med andre genetiske markører beregnes på samme måte som om de er vanlige markører, og de faktiske genlokiene blir deretter bracketed i en region mellom de to nærmeste nabomarkørene. Hele prosessen gjentas deretter ved å se på flere markører som retter seg mot den regionen for å kartlegge gennabolaget til en høyere oppløsning til et bestemt forårsakende locus kan identifiseres. Denne prosessen er ofte referert til som «posisjons kloning», og det brukes mye i studiet av plantearter. En planteart, spesielt hvor posisjonskloning benyttes, er i mais. Den store fordelen med genetisk kartlegging er at den kan identifisere den relative posisjonen til gener basert utelukkende på deres fenotypiske effekt.
Genetisk kartlegging er en måte å identifisere nøyaktig hvilket kromosom som har hvilket gen og nøyaktig finne ut hvor det genet ligger på det aktuelle kromosomet. Kartlegging fungerer også som en metode for å bestemme hvilket gen som mest sannsynlig er rekombinert basert på avstanden mellom to gener. Avstanden mellom to gener måles i enheter kjent som centimorgan. En centimorgan er en avstand mellom gener for hvilket ett produkt av meiose i hundre er rekombinant. De ytterligere to gener er fra hverandre, jo mer sannsynlig kommer de til å rekombinere. Hvis det var nærmere, ville det motsatte skje.
Fysisk kartlegging
siden faktiske baseparavstander generelt er vanskelige eller umulige å måle direkte, blir fysiske kart faktisk konstruert ved først å knuse genomet i hierarkisk mindre biter. Ved å karakterisere hvert enkelt stykke og samle sammen igjen, vil den overlappende banen eller «flisebanen» av disse små fragmentene tillate forskere å utlede fysiske avstander mellom genomiske egenskaper. Fragmenteringen av genomet kan oppnås ved å begrense enzymskjæring eller ved fysisk å knuse genomet ved prosesser som sonikering. NÅR kuttet, blir DNA-fragmentene separert ved elektroforese. Det resulterende mønsteret AV DNA-migrasjon (dvs.dets genetiske fingeravtrykk) brukes til å identifisere HVILKEN STREKK AV DNA som er i klonen. Ved å analysere fingeravtrykkene, blir contigs samlet av automatiserte (FPC) eller manuelle midler (pathfinders) i overlappende DNA-strekker. Nå kan et godt valg av kloner gjøres for å effektivt sekvensere klonene for å bestemme DNA-sekvensen til organismen under studien.
i fysisk kartlegging er det ingen direkte måter å markere et bestemt gen på, siden kartleggingen ikke inneholder informasjon som angår egenskaper og funksjoner. Genetiske markører kan knyttes til et fysisk kart ved prosesser som in situ hybridisering. Ved denne tilnærmingen kan fysiske kartkontigs «forankres» på et genetisk kart. Klonene som brukes i det fysiske kartet contigs kan deretter sekvenseres på en lokal skala for å hjelpe ny genetisk markør design og identifisering av den utløsende loci.
Makrorestriksjon Er en type fysisk kartlegging hvor dna med HØY molekylvekt fordøyes med et restriksjonsenzym som har et lavt antall restriksjonssteder.
det finnes alternative måter å bestemme HVORDAN DNA i en gruppe kloner overlapper uten å sekvensere klonene helt. Når kartet er bestemt, kan klonene brukes som en ressurs for effektivt å inneholde store strekninger av genomet. Denne typen kartlegging er mer nøyaktig enn genetiske kart.
Kartlegging av mutasjonssteder innenfor et genrediger
tidlig på 1950-tallet var den rådende oppfatningen at genene i et kromosom er diskrete enheter, udelelige ved genetisk rekombinasjon og arrangert som perler på en streng. I løpet av 1955 til 1959 utførte Benzer genetiske rekombinasjonseksperimenter ved bruk av rII mutanter av bakteriofag T4. Han fant at på grunnlag av rekombinasjonstester kunne mutasjonsstedene kartlegges i lineær rekkefølge. Dette resultatet ga bevis for nøkkelideen om at genet har en lineær struktur som tilsvarer EN LENGDE AV DNA med mange steder som uavhengig kan mutere.
I 1961 utførte Francis Crick, Leslie Barnett, Sydney Brenner og Richard Watts-Tobin genetiske eksperimenter som demonstrerte den grunnleggende naturen til den genetiske koden for proteiner. Disse forsøkene, som involverer kartlegging av mutasjonssteder innenfor rIIB-genet av bakteriofag T4, viste at tre sekvensielle nukleobaser av genets DNA spesifiserer hver suksessiv aminosyre av dets kodede protein. Således ble den genetiske koden vist å være en tripletkode, hvor hver triplett (kalt et kodon) spesifiserer en bestemt aminosyre. De fikk også bevis på at kodonene ikke overlapper hverandre I DNA-sekvensen som koder for et protein, og at en slik sekvens leses fra et fast utgangspunkt.
Edgar et al. utførte kartleggingsforsøk med r-mutanter av bakteriofag T4 som viser at rekombinasjonsfrekvenser mellom rII-mutanter ikke er strengt additive. Rekombinasjonsfrekvensen fra et kryss av to rII-mutanter (a x d) er vanligvis mindre enn summen av rekombinasjonsfrekvenser for tilstøtende interne delintervaller (a x b) + (b x c) + (c x d). Selv om det ikke er strengt additiv, ble det vist et systematisk forhold som sannsynligvis reflekterer den underliggende molekylære mekanismen for genetisk rekombinasjon.
Genomsekvenseringrediger
genomsekvensering blir noen ganger feilaktig referert til som «genomkartlegging» av ikke-biologer. Prosessen med «hagle sekvensering» ligner prosessen med fysisk kartlegging: det knuser genomet i små fragmenter, karakteriserer hvert fragment, og setter dem sammen igjen (nyere sekvenseringsteknologier er drastisk forskjellige). Mens omfanget, formålet og prosessen er helt forskjellige, kan en genommontering betraktes som den» ultimate » form for fysisk kart, ved at den på en mye bedre måte gir all informasjon som et tradisjonelt fysisk kart kan tilby.