istnieją dwa wyróżniające się typy „map” używanych w dziedzinie mapowania genomu: mapy genetyczne i Mapy fizyczne. Podczas gdy obie mapy są zbiorem markerów genetycznych i loci genów, odległości map genetycznych są oparte na informacji o powiązaniach genetycznych,podczas gdy Mapy fizyczne wykorzystują rzeczywiste odległości fizyczne zwykle mierzone w liczbie par zasad. Chociaż mapa fizyczna może być bardziej „dokładną” reprezentacją genomu, mapy genetyczne często oferują wgląd w naturę różnych regionów chromosomu, np. stosunek genetycznej odległości do fizycznej odległości różni się znacznie w różnych regionach genomu, co odzwierciedla różne szybkości rekombinacji, a taki wskaźnik często wskazuje na euchromatyczne (zwykle bogate w geny) vs heterochromatyczne (Zwykle ubogie w geny) regiony genomu.
mapowanie Genówedytuj
naukowcy rozpoczynają mapę genetyczną od pobrania próbek krwi., ślina, lub tkanki z członków rodziny, które niosą wybitną chorobę lub cechę i członków rodziny, które nie. najczęstszą próbką stosowaną w mapowaniu genów, zwłaszcza w osobistych testach genomowych jest ślina. Następnie naukowcy izolują DNA z próbek i dokładnie je badają, szukając unikalnych wzorców w DNA członków rodziny, którzy są nosicielami choroby, której nie ma DNA tych, którzy nie są nosicielami choroby. Te unikalne wzory molekularne w DNA są określane jako polimorfizmy lub markery.
pierwsze kroki budowy mapy genetycznej to opracowanie markerów genetycznych i mapowanie populacji. Im bliżej dwóch markerów znajduje się na chromosomie, tym bardziej prawdopodobne jest, że zostaną one przekazane do następnego pokolenia razem. Dlatego też wzorce „współdzielenia” wszystkich markerów można wykorzystać do rekonstrukcji ich kolejności. Mając to na uwadze, genotypy każdego markera genetycznego są rejestrowane zarówno dla rodziców, jak i każdego osobnika w kolejnych pokoleniach. Jakość map genetycznych zależy w dużej mierze od tych czynników: liczby markerów genetycznych na mapie i wielkości populacji mapowanej. Oba czynniki są ze sobą powiązane, ponieważ większa populacja map może zwiększyć „rozdzielczość” Mapy i zapobiec jej „nasyceniu”.
w mapowaniu genów każda cecha sekwencji, którą można wiernie odróżnić od obu rodziców, może być używana jako marker genetyczny. Geny pod tym względem są reprezentowane przez „cechy”, które można wiernie odróżnić między dwoma rodzicami. Ich powiązanie z innymi markerami genetycznymi jest obliczane w taki sam sposób, jak gdyby były one powszechnymi markerami, a rzeczywiste loci genu są następnie bracketowane w regionie między dwoma najbliższymi sąsiednimi markerami. Cały proces jest następnie powtarzany przez patrzenie na więcej markerów, które celują w ten region, aby mapować sąsiedztwo genu do wyższej rozdzielczości, aż do określonego miejsca przyczynowego można zidentyfikować. Proces ten jest często określany jako „klonowanie pozycyjne” i jest szeroko stosowany w badaniach gatunków roślin. Jednym z gatunków roślin, w szczególności w których stosuje się klonowanie pozycyjne, jest kukurydza. Wielką zaletą mapowania genetycznego jest to, że może zidentyfikować względną pozycję genów w oparciu wyłącznie o ich efekt fenotypowy.
mapowanie genetyczne jest sposobem, aby dokładnie określić, który chromosom ma jaki gen i dokładnie określić, gdzie ten gen leży na danym chromosomie. Mapowanie działa również jako metoda określania, który gen jest najprawdopodobniej rekombinowany na podstawie odległości między dwoma genami. Odległość między dwoma genami jest mierzona w jednostkach znanych jako centimorgan. Centymetr to odległość między genami, dla których jeden produkt mejozy na sto jest rekombinowany. Im dalsze dwa geny pochodzą od siebie, tym bardziej prawdopodobne jest, że ulegną rekombinacji. Gdyby było bliżej, byłoby odwrotnie.
mapowanie Fizyczneedit
ponieważ rzeczywiste odległości par bazowych są zazwyczaj trudne lub niemożliwe do bezpośredniego zmierzenia, Mapy fizyczne są w rzeczywistości konstruowane przez najpierw rozbicie genomu na hierarchicznie mniejsze kawałki. Poprzez scharakteryzowanie każdego pojedynczego kawałka i złożenie z powrotem razem, nakładająca się ścieżka lub „ścieżka kafelkowa” tych małych fragmentów pozwoliłaby badaczom wywnioskować fizyczne odległości między cechami genomu. Fragmentacja genomu może być osiągnięta przez cięcie enzymu restrykcyjnego lub przez fizyczne rozbicie genomu przez procesy takie jak sonikacja. Po przecięciu fragmenty DNA są oddzielane elektroforezą. Wynikowy wzór migracji DNA (tj. jego genetyczny odcisk palca) jest używany do identyfikacji, jaki odcinek DNA jest w klonie. Analizując odciski palców, styki są montowane za pomocą automatycznych (FPC) lub ręcznych środków (pathfinders) w nakładające się odcinki DNA. Teraz można dokonać dobrego wyboru klonów, aby skutecznie sekwencjonować klony w celu określenia sekwencji DNA badanego organizmu.
w mapowaniu fizycznym nie ma bezpośrednich sposobów oznaczania określonego genu, ponieważ mapowanie nie zawiera żadnych informacji dotyczących cech i funkcji. Markery genetyczne mogą być powiązane z mapą fizyczną za pomocą procesów takich jak hybrydyzacja in situ. Dzięki takiemu podejściu, fizyczne styki map mogą być „zakotwiczone” na mapie genetycznej. Klony używane w fizycznych mapach mogą być następnie sekwencjonowane w skali lokalnej, aby pomóc w zaprojektowaniu nowego markera genetycznego i identyfikacji przyczynowych loci.
Makrorezja jest rodzajem fizycznego mapowania, w którym DNA o dużej masie cząsteczkowej jest trawione enzymem restrykcyjnym o małej liczbie miejsc restrykcyjnych.
istnieją alternatywne sposoby określenia, w jaki sposób DNA w grupie klonów pokrywa się bez całkowitego uporządkowania klonów. Po ustaleniu mapy, klony mogą być wykorzystane jako zasób do efektywnego przechowywania dużych fragmentów genomu. Ten typ mapowania jest dokładniejszy niż mapy genetyczne.
mapowanie miejsc mutacji w obrębie genuedytuj
we wczesnych latach 50.panował pogląd, że geny w chromosomie są osobnymi jednostkami, niepodzielnymi przez rekombinację genetyczną i ułożonymi jak paciorki na sznurku. W latach 1955-1959 Benzer przeprowadził eksperymenty rekombinacji genetycznej z użyciem mutantów Rii bakteriofagu T4. Odkrył, że na podstawie badań rekombinacyjnych miejsca mutacji można odwzorować w porządku liniowym. Wynik ten dostarczył dowodów na kluczową ideę, że gen ma liniową strukturę odpowiadającą długości DNA z wieloma miejscami, które mogą niezależnie mutować.
w 1961 Francis Crick, Leslie Barnett, Sydney Brenner i Richard Watts-Tobin przeprowadzili eksperymenty genetyczne, które wykazały podstawową naturę kodu genetycznego białek. Eksperymenty te, obejmujące mapowanie miejsc mutacyjnych w genie rIIB bakteriofagu T4, wykazały, że trzy sekwencyjne nukleobazy DNA genu określają każdy kolejny aminokwas kodowanego białka. Tak więc kod genetyczny okazał się kodem triplet, gdzie każdy triplet (zwany kodonem) określa konkretny aminokwas. Uzyskali również dowody na to, że kodony nie nakładają się na siebie w sekwencji DNA kodującej białko i że taka sekwencja jest odczytywana ze stałego punktu początkowego.
przeprowadzone eksperymenty mapowania z mutantami r bakteriofagów T4 wykazały, że częstotliwości rekombinacji między mutantami Rii nie są ściśle addytywne. Częstotliwość rekombinacji z krzyżówki dwóch mutantów rII (a x d) jest zwykle mniejsza niż suma częstotliwości rekombinacji dla sąsiednich wewnętrznych podzakresów (a x b) + (b X c) + (c x d). Chociaż nie jest ściśle addytywny, wykazano systematyczną zależność, która prawdopodobnie odzwierciedla podstawowy mechanizm molekularny rekombinacji genetycznej.
sekwencjonowanie Genomuedytuj
sekwencjonowanie genomu jest czasami błędnie nazywane „mapowaniem genomu” przez nie-biologów. Proces „sekwencjonowania shotguna” przypomina proces mapowania fizycznego: rozbija Genom na małe fragmenty, scharakteryzuje każdy fragment, a następnie łączy je z powrotem (nowsze technologie sekwencjonowania są drastycznie różne). Podczas gdy zakres, cel i proces są zupełnie inne, zespół genomu może być postrzegany jako „ostateczny” forma mapy fizycznej, w tym, że zapewnia w znacznie lepszy sposób wszystkie informacje, że tradycyjna mapa fizyczna może zaoferować.