Генетикалық карталар туралы
Генетикалық карта — хромосомада орналасқан тіркес гендердің орналасу сызбанұсқасы. Қазіргі кезде генетикалық тұрғыдан жан-жақты зерттелген нысандардың (мысалы, дрозофила, жүгері, қызанақ, тышқан, пішен таяқшасы және т.б.) генетикалық карталары жасалған. Алдағы уақытта басқа да өсімдіктер мен жануарлардың, сондай-ақ адамның генетикалық картасын құрастыру міндеті өзекті болып отыр.
Генетикалық карталар ұқсас хромосомалардың әр жұбы үшін жеке жасалады. Хромосома жұптары тіркестік топтар деп аталады және олардың саны хромосомалардың гаплоидты жиынтығына тең.
Тіркестік топтар және олардың белгіленуі
Мысал: дрозофила
Дрозофилада 8 хромосома бар, демек ол 4 тіркестік топ түзеді.
Мысал: жүгері
Жүгеріде 20 хромосома бар, сондықтан 10 тіркестік топ құрайды.
Тіркестік топтар әдетте рим цифрларымен I, II, III, IV және т.б. белгіленеді. Картаны дұрыс құрастыру үшін гендердің тұқым қуалау заңдылықтарын толық зерттеп, нақты деректерге сүйену қажет.
Мысалы, дрозофиланың 4 тіркестік тобында шоғырланған 7000-ға жуық ген, ал жүгерінің 10 тіркестік тобында 10000-ға жуық ген зерттелген.
Генетикалық карта қалай құрастырылады?
Генетикалық картаны құрастыру кезінде:
- тіркесу тобы (хромосома жұбы) көрсетіледі;
- гендердің толық немесе қысқартылған атаулары беріледі;
- хромосомадағы гендердің арақашықтығын білдіретін сандар жазылады.
Гендер арасындағы арақашықтықтың өлшем бірлігі 1% кроссинговерге тең. Бұл бірлік Т. Морганның құрметіне сантиморган (сМ) немесе морганида деп аталады.
Дрозофиладағы нақты мысал
Дрозофиланың II жұп хромосомасында орналасқан үш геннің карталық орнын қарастырайық:
j (jantһy)
Қанаттың бүріскендігін анықтайды.
pr (purple)
Көздің қара-қошқыл түсін анықтайды.
c (cinnabar)
Көздің қызыл түсін анықтайды.
Арақашықтықтар (сантиморганмен)
- j ↔ pr
- 5,8 сМ
- pr ↔ c
- 3 сМ
- j ↔ c
- 8,8 сМ
Микроорганизмдердегі генетикалық карта ерекшелігі
Микроорганизмдердің генетикалық картасы өзгеше, себебі олардың көбінде сақина тәрізді жалғыз хромосома болады. Кейбір бактерияларда (мысалы, пішен таяқшасында) генетикалық ақпарат жасушалардың конъюгациясы кезінде беріледі, ал хромосомадағы гендердің орналасу реті тұрақты сақталады.
Сондықтан олардың картасы көбіне дөңгелек пішінді болады. Мұндағы гендер арасындағы арақашықтық кроссинговер пайызымен емес, конъюгация ұзақтығымен, яғни минутпен өлшенеді.
Теориялық және практикалық маңызы
Генетикалық карта құрастырудың маңызы екі бағытта көрінеді:
Теориялық
Гендердің орналасу ретін білу белгілердің тұқым қуалау сипатын алдын ала болжауға мүмкіндік береді.
Практикалық
Селекцияда будандастыру үшін қажетті ата-аналық жұптарды дұрыс таңдауды жеңілдетеді.
Болашақта адамның генетикалық картасы толық жасалған жағдайда, аса қауіпті аурулардың бірі — обырға (рак) жауапты онкогендердің хромосомадағы нақты орнын анықтап, олардың қызметін тежеудің жолдары табылуы мүмкін.
Цитологиялық карталар және салыстыру
Хромосомалардағы гендердің орналасуын цитологиялық әдістермен де зерттейді. Осы деректер негізінде цитологиялық карталар жасалады. Мысалы, дрозофила дернәсілінің сілекей безіндегі алып хромосомаларды цитогенетикалық тұрғыдан зерттеу бірқатар гендердің нақты орнын анықтауға мүмкіндік берді.
Генетикалық және цитологиялық карталарды салыстыру арқылы хромосома бойындағы гендердің айқасу жиілігін, яғни кроссинговер мөлшерін анықтауға болады.
Алып хромосомаларды зерттеу нәтижесінде төрт жұп хромосоманың жалпы ұзындығы генетикалық карта бойынша 279% кроссинговерге (279 сМ) тең екені белгілі болды. К. Бриджес осы төрт жұп хромосоманың әрқайсысының ұзындығын микроскоп арқылы өлшеп, барлығының қосындысын 1180 мкм деп тапқан.
Кроссинговер коэффициенті
Генетикалық және цитологиялық карталарды салыстыру үшін К. Бриджес кроссинговер коэффициентін қолдануды ұсынған:
Цитологиялық ұзындық
1180 мкм
Генетикалық көрсеткіш
279 сМ
Орташа сәйкестік
4,2 мкм / 1 сМ
Бұл генетикалық картадағы әрбір 1 кроссинговер бірлігіне (1 сМ) цитологиялық карта бойынша орта есеппен 4,2 мкм ұзындық сәйкес келетінін білдіреді.