2) определением последовательности нуклеотидов ДНК
3) перемещением по геному подвижных генетических элементов
4) подавлением экспрессии гена
Генетическое картирование — совокупность методов, позволяющих установить локализацию генов и генетических маркеров на хромосомах, их взаимный порядок и относительные расстояния. Основой классического генетического, или картирования по сцеплению, служит частота рекомбинаций между локусами: чем ближе расположены два участка хромосомы, тем реже между ними происходит кРоссинговер и тем выше вероятность их совместного наследования. Результат выражают в сантиморганах (сМ); 1% рекомбинантных потомков приблизительно соответствует 1 сМ, однако эта зависимость не является строго эквивалентной физическому расстоянию в парах нуклеотидов.
Для построения карты используют родословные, данные о наследовании маркеров в семьях или результаты анализа рекомбинаций в популяциях. В цитогенетическом и физическом картировании положение участка уточняют с помощью микроскопического анализа хромосом, FISH, рестрикционного картирования и других молекулярных методов. Определение первичной последовательности нуклеотидов относится к секвенированию, а перемещение транспозонов и подавление транскрипции являются самостоятельными геномными процессами, а не задачами картирования.
| Подход | Основной объект анализа | Что устанавливает | Единицы или результат |
|---|---|---|---|
| Генетическое картирование по сцеплению | Частота рекомбинаций между локусами | Порядок генов или маркеров и их относительное взаимное расстояние | Генетическая карта, сантиморганы |
| Цитогенетическое картирование | Структура и полосатость хромосом | Приблизительную локализацию участка в хромосомном регионе | Цитогенетическая номенклатура, например 7q31.2 |
| Физическое картирование | Непосредственная протяжённость ДНК и положение последовательностей | Расстояние между участками генома без использования частоты рекомбинаций | Пары нуклеотидов, килобазы или мегабазы |
| Секвенирование | Порядок нуклеотидов в молекуле ДНК | Нуклеотидную последовательность, варианты и мутации | Референсная или индивидуальная последовательность ДНК |
| Анализ транспозонов | Подвижные генетические элементы | Факт и направление их перемещения, влияние на соседние гены | Профиль вставок и структурные варианты генома |
| Эпигенетический анализ | Метилирование ДНК, модификации гистонов, хроматиновая доступность | Уровень регуляции и подавления экспрессии генов | Профиль экспрессии или эпигенетических меток |
Генетическая карта особенно важна при локализации генов, ответственных за наследственные заболевания, и при интерпретации сцепления патологического варианта с маркером. Следует различать генетическое расстояние, зависящее от рекомбинационной активности, и физическое расстояние, измеряемое количеством пар оснований. Рекомбинационные горячие точки и участки с низкой частотой кРоссинговера могут существенно нарушать их прямое соответствие. Поэтому современные исследования часто объединяют данные картирования по сцеплению, физической локализации и секвенирования.