Чтение онлайн

Классические маркёры. Изначально «генетический маркёр» обозначал признаки, которые сейчас чаще называют «классическими» маркёрами. Гены тогда могли изучаться только через анализ их внешних проявлений, и было важно различать, какие внешние признаки маркируют гены, а какие — нет. Например, сворачивание крови в присутствии определённого вещества однозначно свидетельствует о наличии в крови антигена, а наличие антигена — о наличии у индивида определённого варианта (аллеля) данного гена. Влажная или сухая консистенция ушной серы однозначно свидетельствует о наличии соответствующего аллеля другого гена. Но множество других особенностей внешнего облика человека (например, кожные узоры или цвет глаз, несмотря на высокую наследуемость таких признаков) не имеют однозначной связи с конкретным вариантом того или иного гена, и поэтому не являются генетическими маркёрами.

ДНК маркёры. Для ДНК маркёров ситуация проще. Анализ ДНК маркёров — это прямой анализ «самих генов», точнее — самой ДНК. Поэтому практически все ДНК маркёры являются генетическими маркёрами. Но можно привести пример мультилокусной пробы («ДНК фингерпринт»), где для полос фореграммы соответствующие им гены остаются неизвестными. Поэтому ДНК фингерпринт является ДНК маркёром, но не является генетическим маркёром.

Не-генетические и квазигенетические маркёры. Наряду с генетическими маркёрами, геногеография использует целый ряд иных типов признаков, которые несут информацию о структуре генофонда — например, фамилии, кожные узоры, археологические, лингвистические, антропологические или демографические признаки.

КЛАССИЧЕСКИЕ МАРКЁРЫ

«Синонимы»: полиморфизм белков, группы крови, иммунологические маркёры, генетикобиохимический полиморфизм.

Понятие «классические маркёры» появилось (с легкой руки L. L. Cavalli-Sforza) в эру ДНК маркёров, когда возникла необходимость как-то назвать все «старые» маркёры. Классическими называют те маркёры, которые определяются без анализа ДНК. Различие между классическими и ДНК маркёрами чисто методическое — бывает, что для типирования одного и того же гена (например, HLA или АВ0) годятся оба метода. Классические маркёры определяются по проявлению гена — например, по белку, кодируемому геном. Поэтому классические маркёры отражают не весь геном, а только его структурные гены (кодирующие участки). Обязательное условие для включения «кандидата» в число классических маркёров — однозначное соответствие между внешним проявлением маркёра и вариантом гена, стоящим за ним.

В популяционной генетике классические маркёры подразделяются на три подтипа в соответствии с методом генотипирования.

Иммунологические — белки иммунной системы, определяемые иммунологическими (серологическими) методами (антиген-антитело).

Биохимические — ферменты (обычно крови), определяемые биохимическими методами, такими как электрофорез и изоэлектрофокусирование.

Физиологические — те полиморфные физиологические признаки, проявление которых контролируется одним геном (разные типы цветовой слепоты, вкусовой чувствительности, консистенции ушной серы и другие).

ДНК МАРКЁРЫ

«Синонимы»: ДНК полиморфизм, молекулярногенетические маркёры.

Полиморфизм ДНК — различия в последовательностях ДНК, когда в одном и том же сайте (в одной «точке» или в одном «отрезке» ДНК) у разных индивидов могут находиться разные нуклеотиды. ДНК маркёры определяются путём прямого анализа самой ДНК. (В отличие от классических маркёров, которые определяются по результатам функционирования ДНК, её работы, её внешнего проявления в фенотипе).

В популяционной генетике ДНК маркёры классифицируются по пяти основным параметрам.

1) КЛАССИФИКАЦИЯ ДНК МАРКЁРОВ ПО ЛОКАЛИЗАЦИИ В ГЕНОМЕ.

Аутосомные маркёры — расположенные на аутосомных хромосомах, (т. е. тех, которые не определяют пол).

Маркёры половых хромосом — локализуются на JPY хромосоме или X хромосоме.

Маркёры мтДНК — находятся в митохондриальной ДНК.

МтДНК — единственная ДНК в клетках человека, которая локализуется вне ядра клетки. Поэтому её называют внеядерной ДНК, а все прочие маркёры — маркёрами ядерной ДНК.

2) КЛАССИФИКАЦИЯ ДНК МАРКЁРОВ ПО ТИПУ ИЗМЕНЧИВОСТИ.

Инсерционно-делеционные — вставка или потеря фрагмента ДНК.

Микросателлитные (STR) и минисателлитные — многократный (гуськом) повтор одного и того же фрагмента ДНК («мотива»). Полиморфизм проявляется только в разном числе повторов данного фрагмента ДНК у разных индивидов: сколько раз повторен мотив. Но само число нуклеотидов в повторяющемся фрагменте (в мотиве) постоянно для данного ДНК маркёра. У разных маркёров мотив может состоять либо из небольшого числа нуклеотидов (2–5 нуклеотидов — такой маркёр относят к микросателлитным), либо из большого числа нуклеотидов (20–50 нуклеотидов — такой маркёр называют минисателлитным).

Однонуклеотидный полиморфизм (SNP, именуемые по-русски «снипами») — аллели различаются лишь по одному нуклеотиду (из целой последовательности).

3) КЛАССИФИКАЦИЯ ДНК МАРКЁРОВ ПО СКОРОСТИ МУТИРОВАНИЯ.

Это подразделение полезно, но условно.

Быстро мутирующие («горячие точки») — участки ДНК, мутации в которых происходят часто.

Медленно мутирующие — «обычные» участки ДНК, мутации в которых редки.

Перечисленные классификации описывают маркёр с разных точек зрения, рассматривают разные характеристики маркёров. Например, маркёр CCR5 — аутосомный, делеционный, медленно мутирующий; ГВС1 — набор митохондриальных, однонуклеотидных, быстромутирующих маркёров; DYS390 — микросателлитный бы-стромутирующий маркёр Y хромосомы.

4) КЛАССИФИКАЦИЯ ДНК МАРКЁРОВ ПО ТИПУ НАСЛЕДОВАНИЯ.

Эта классификация тесно связана с локализацией в геноме: разные части генома характеризуются несколько различными типами наследования. Аутосомные маркёры, и небольшая часть маркёров половых хромосом наследуются обычным образом: от обоих родителей потомству. Основная часть Y хромосомы (NRY — нерекомбинирующая часть) наследуется только по отцовской линии — от отца к сыну. Митохондриальная ДНК передаётся только по материнской линии — от матери к её детям.

У женщин Y хромосомы нет. Митохондриальная ДНК присутствует и у мужчин, и у женщин, но лишь женщины могут передать её своим детям. Термин «од-нородительские» маркёры объединяет Y хромосому и мтДНК, поскольку они передаются по линии только одного из родителей — либо только по отцовской, либо только по материнской линии.

5) КЛАССИФИКАЦИЯ ДНК МАРКЁРОВ ПО НАЛИЧИЮ РЕКОМБИНАЦИИ.

Характерная черта однородительских маркёров — отсутствие рекомбинации («перетасовывания») генов при передаче потомству. Поэтому мтДНК и Y хромосома называются нерекомбинирующими, а почти все прочие маркёры — рекомбинирующими. Впрочем, отдельные участки аутосомных хромосом также характеризуются низкой, почти нулевой рекомбинацией. Например, система групп крови резус состоит из трех тесно сцепленных локусов RH-C, RH-D и RH-E, рекомбинация между которыми — редкое историческое событие.

КВАЗИГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАРКЁРЫ

«Синонимы»: фамилии.

К квазигенетическим относят наследуемые признаки небиологической природы, которые ведут себя подобно генам. Например, те или иные именования людей, передаваемые от родителей детям в цепи поколений (названия родов, фамилии). Квазигенетическими маркёрами иногда называют и параметры демографической генетики, генеалогии, данные по брачным миграциям и т. п.

Фамилии передаются в поколениях от родителей к детям, то есть ведут себя точно так же, как и гены. Поэтому фамилии могут выступать маркёрами генов. Формально говоря, буквы, записанные в паспорте, могут маркировать гаплогруппу Y хромосомы точно так же, как сворачивание крови в присутствии сыворотки маркирует ген группы крови[10].