Локус количественных признаков

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пример ЛКП, идентифицированного на 20-й хромосоме человека и связанного с проявлением остеопороза
Полногеномный поиск ассоциаций, направленный на выявление ЛКП остеопороза у человека

Локусы количественных признаков, сокращённо — ЛКП (от англ. Quantitative Trait Loci — QTLs), являются участками ДНК, либо содержащими гены, либо сцепленными с генами, которые отвечают за тот или иной количественный признак. Количественные признаки относятся к характеристикам, которые различаются по степени своего выражения и могут быть отнесены к полигенным эффектам, то есть являются продуктом двух или более генов.

Природа количественных признаков[править | править код]

Полигенное наследование[править | править код]

Для количественных признаков характерно полигенное наследование, также известное как «множественное», или мультифакторное. Оно относится к наследованию характеристик фенотипа, за которые отвечают два или более гена, или взаимодействие последних с окружающей средой, или и то, и другое. В отличие от моногенных признаков, полигенные признаки не подчиняются законам Менделя. Вместо этого фенотипические признаки обычно варьируют с равномерным отклонением, изображаемым при помощи кривой нормального распределения[1].

Примером полигенных признаков может служить цвет человеческой кожи. За определение естественного цвета кожи индивида отвечают многие гены, так что изменение лишь одного из них едва ли приведёт к существенным переменам в цвете.

Полигенные заболевания[править | править код]

Многие наследственные заболевания имеют полигенную природу; к таковым относятся аутизм, рак, диабет и другие. Большинство фенотипических характеристик являются результатом взаимодействия множества генов.

Примеры заболеваний мультифакторной этиологии:

Врожденные пороки
Болезни, развивающиеся у взрослых

Считается, что заболевания мультифакторной природы составляют большинство среди генетических нарушений человека[4].

Размеры ЛКП[править | править код]

Показано, что комплексная генетическая система, включающая группу полигенов и образующая локус количественных признаков, может быть достаточно чётко локализованной (компактной). Предполагается, что ЛКП существует в геномах многих высших организмов как цельная единица, и, как было оценено в 1980 году, размер ЛКП может составлять у человека 20 сантиморганид[5].

QTL-картирование[править | править код]

Картирование ЛКП может осуществляться в скрещиваниях инбредных линий

Картирование участков генома, включающих гены, связанные с определённым количественным признаком, производится при помощи молекулярных маркеров, таких как AFLP[en] (полиморфизм длин амплифицированных фрагментовсайтах рестрикции), или ПДАФ), микросателлитов или SNP (однонуклеотидный полиморфизм). Это первый шаг в идентификации и определении генов, отвечающих за изменчивость признаков. Затем проводят анализ последовательности ДНК и определяют кандидатные гены, которые могут участвовать в контроле изучаемого количественного признака. В тех случаях, когда геном организма ещё не секвенирован полностью, прибегают к позиционному клонированию[en]. На основе данных сцепления количественного признака с генетически локализоваными полиморфными маркерами выделяют геномные клоны, соответствующие картированному локусу, и путём их секвенирования идентифицируют вероятные гены, связанные с проявлением признака[6][7][8].

Значение в сельском хозяйстве[править | править код]

У сельскохозяйственных растений и животных множество хозяйственно полезных признаков (продуктивность, выход рисовой крупы, качество яиц и т. п.) наследуются по сложному полигенному типу и находятся под контролем многих генов, расположенных в QTL-локусах[9][10]. Сведения о нуклеотидных последовательностях из районов QTL могут быть использованы, например, в практическом животноводстве для проведения селекции посредством молекулярных маркеров (англ. marker-assisted selection — MAS)[8]. Исследование комплексной молекулярной архитектуры этих локусов является важным и с точки зрения общей генетики. При этом часто применяют методику позиционного клонирования районов хромосом, контролирующих количественные признаки, которые предварительно локализованы с помощью полиморфных (например, микросателлитных) маркеров[11].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Lewis R. Multifactorial Traits // Human Genetics: Concepts and Applications. — 5th edn. — New York, NY, USA: McGraw-Hill, 2003. — 454 p. — ISBN 0071198490. (англ.) (Дата обращения: 18 октября 2020) Архивированная копия. Дата обращения: 7 октября 2020. Архивировано из оригинала 9 июля 2019 года.
  2. Proud V., Roberts H. Multifactorial Inheritance (англ.). Health Library: Health Information: Medical Genetics. Norfolk, VA, USA: Children's Hospital of The King's Daughters (31 декабря 2005). Дата обращения: 6 января 2007. Архивировано 15 октября 2006 года.
  3. 1 2 3 Multifactorial Inheritance (англ.). The March of Dimes: Pregnancy and Newborn Health Education Centre. White Plains, NY, USA: March of Dimes Foundation. Дата обращения: 6 января 2007. Архивировано 10 сентября 2010 года.
  4. Tissot R. Course Director E. Kaufman: Multifactorial Inheritance (англ.). Human Genetics for 1st Year Students. Chicago, IL, USA: Department of Molecular Genetics, College of Medicine, University of Illinois at Chicago. Дата обращения: 19 марта 2015. Архивировано 3 марта 2016 года.
  5. Арефьев В. А., Лисовенко Л. А. Локусы количественных признаков // Биология: Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь. — 1995.
  6. Александров А. А., Ковалёв П. В. Позиционное клонирование. База знаний по молекулярной и общей биологии человека. М.: HUMBIO; ООО «Лайт Телеком». Дата обращения: 18 октября 2020. Архивировано 22 февраля 2020 года.
  7. Тарантул B. З. Позиционное клонирование, позиционное картирование (positional cloning, positional mapping) // Толковый биотехнологический словарь. Русско-английский. — M.: Языки славянских культур, 2009. — 936 с. — ISBN 978-5-9551-0342-6. (Дата обращения: 18 октября 2020) Архивированная копия. Дата обращения: 22 марта 2015. Архивировано из оригинала 23 февраля 2020 года.
  8. 1 2 Сазанов А. А., Царёва В. А., Смирнов А. Ф., Вардецка Б., Корчак М., Ящак К., Романов M. Н. (2003-04-03). “Позиционное клонирование районов хромосом, контролирующих количественные признаки у кур” (PDF). Тез. докл. Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2002 г. для молодых учёных Санкт-Петербурга (PDF). СПб.: Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе. pp. 44—45. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-04-02. Дата обращения 2020-10-18. Используется устаревший параметр |deadlink= (справка)
  9. Song B.-K., Nadarajah K., Romanov M. N. Ratnam W. Cross-species bacterial artificial chromosome (BAC) library screening via overgo-based hybridization and BAC-contig mapping of a yield enhancement quantitative trait locus (QTL) yld1.1 in the Malaysian wild rice Oryza rufipogon (англ.) // Cellular & Molecular Biology Letters : журнал. — Wrocław, Poland; Berlin, Heidelberg, Germany: Cellular & Molecular Biology Letters, University of Wrocław, Ministry of Science and Higher Education, Poland; Springer Science+Business Media, 2005. — Vol. 10, no. 3. — P. 425—437. — ISSN 1425-8153. — PMID 16217554. Архивировано 20 марта 2009 года. (Дата обращения: 18 октября 2020)
  10. Сазанов А. А., Царёва В. А., Смирнов А. Ф., Вардецка Б., Корчак М., Ящак К., Романов M. Н. (2004-04-26). “Позиционное клонирование локусов количественных признаков у домашней курицы” (PDF). Тез. докл. Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2003 года для молодых учёных Санкт-Петербурга (PDF). СПб.: Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе. p. 42. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-04-02. Дата обращения 2020-10-18. Используется устаревший параметр |deadlink= (справка)
  11. Sazanov A. A., Romanov M. N., Wardecka B., Sazanova A. L., Korczak M., Stekol'nikova V. A., Kozyreva A. A., Smirnov A. F., Dodgson J. B., Jaszczak K. (2004-07-06). “Chromosomal localization of GGA4 BACs containing QTL-linked microsatellites”. In Coordinator H. Hayes. Cytogenetic and Genome Research. Abstracts of the 16th ECACGM (European Colloquium on Animal Cytogenetics and Gene Mapping), Jouy-en-Josas, July 6—9, 2004. 106 (1). Basel: Karger Publishers. p. 19. DOI:10.1159/000078555. OCLC 254439250. Abstract P18. Дата обращения 2020-10-18. (англ.) Архивированная копия. Дата обращения: 18 октября 2020. Архивировано из оригинала 12 июня 2018 года.