テーマ 39ゲノムは遺伝子の全ての集まりです

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遺伝子と連鎖したマーカーをスクリーニングして、疾患遺伝子の位置を調べてみましょう。

やあ! 疾患遺伝子の位置決めをする最初のステップは、遺伝子に関連があるマーカーを用いて、疾患を持つ家族を探すことです。 [短い縦列反復配列] 科学者は、短い縦列反復配列(STR)をマーカーとして用います。これらの反復配列は、10から数百塩基対まで多様で、通常は複数コピーあります。 別の人は、異なる数の反復配列を持ちます。この例では、Aは2コピー、Bは4コピーの縦列反復配列を持っています。 この反復配列の両脇のDNA配列は、誰にでも見いだされる特徴的な配列です。 PCRプライマーは、この特徴的な配列部分に作られて、二つのプライマーに挟まれた部分の断片を増幅することができます。 [PCRプライマー] [PCR産物] これらの断片は、個々人に存在する反復配列の数を反映するため、異なる大きさになります。大きさの違いは、増幅された断片をゲルの上で電気泳動させて見ることができます。 STRの長さを、AとBがホモ接合性と仮定すると、彼らの子Cのゲルパターンはどのように見えますか? (正解です。) (いいえ、もしCがAとBの子であれば、両方のバンドを持ちます。) (いいえ、もしCがAとBの子であれば、両方のバンドを持ちます。) (いいえ、もしCがAとBの子であれば、サイズの異なるバンドはでません。) AとBの間でかけ合わせた子は、STRのサイズはヘテロ接合です。別の言い方をすれば、Cは、Aからは、小さいサイズの断片を、Bからは大きいサイズの断片を受け取ります。 STRのサイズの違いは、疾患や遺伝的な形質の発現度と関連していると思われるマーカーです。 [女][男] [疾患患者] [健常者] [保因者] 以下のどのゲルと関連した家系が、常染色体、劣性疾患遺伝子と関連のあるSTRを表していますか? (いいえ、疾患を持つ親と持たない親がともに同じSTRパターンを持っています。連鎖はありません。) (いいえ、疾患を持つ2人が、異なるSTRパターンを持っています。連鎖はありません。) (正解です。) (いいえ、疾患を持たない2人が、異なるSTRパターンを持っています。連鎖はありません。) この例では、STRは常染色体劣性疾患に関連しています。保因者と疾患を持つ人は皆、同じSTR断片を持っています。これは極めて少ないサンプル数です。より大きな、多世代の解析は疾患形質とこのSTRの連鎖を確定することができます。 遺伝子ハンターは、ひとつの遺伝子に連鎖する2つのマーカーを探します。どのマーカー(1と2で表示)が使いやすいでしょうか? (いいえ、別の2つがより使いやすいです。) (いいえ、別の2つがより使いやすいです。) (正解です。) (いいえ、別の2つがより使いやすいです。) (いいえ、別の2つがより使いやすいです。) 遺伝子ハンターは、疾患遺伝子にしっかりと連鎖しているマーカーを探します。これは、遺伝子が隣接していることを意味します。疾患遺伝子近くの2つのマーカーを見つけることによって、遺伝子ハンターは、 DNAの限定された範囲にねらいを狭めることができます。 この二つののマーカーは、比較的お互いに近いとしても、100万塩基対あるかもしれないし、100個の遺伝子が入っているかもしれません。次のステップは、この領域にタンパク質コード配列を見つけることです。 [100万塩基対] 最初に、二つのマーカー間のDNAをクローン化し、追加のマーカーを用いて順序づける必要があります。もし最大のクローンが15万塩基であれば、次のどの“クローン地図”が遺伝子探索に最も使いやすいですか? (正解です。) (いいえ、クローン間に隙間があります。) (いいえ、クローンが大きすぎます。) (いいえ、クローン間に隙間があります。) どこに遺伝子があるかが分からないので、その全領域をクローン化しなければならないことを覚えておいて下さい。それぞれのクローンを正しい順番に並べるためには、オーバーラップするクローンが必要です。 次に、クローンの上にタンパク質コード領域を位置づける必要があります。タンパク質コード領域を同定するのに使わない方法はどれでしょうか? A) クローン化したDNAとヒトcDNAライブラリーとの間のハイブリダイゼーションで探します。 (いいえ、ヒトcDNAはハイブリダイゼーションによってタンパク質コード領域を同定します。) B) クローン化したDNAと他の生物の DNA との間のハイブリダイゼーションで探します。 (いいえ、もし、遺伝子が保存されていれば、他の生物のDNAはハイブリダイゼーションによってタンパク質コード領域を同定します。) C) クローンの配列を決定して、タンパク質コード領域の明確な兆候を探します。 (いいえ、共通のプロモーター配列は、タンパク質コード領域の始まりを見つけることに使えます。) D) クローン化したDNAと疾患患者のDNAとの間のハイブリダイゼーションで探します。 (正解です。) BとD (いいえ、どちらかは違います。) cDNAの代わりにDNAを使うと、ハイブリダイゼーションは、タンパク質コード領域だけではなく、タンパク質非コード領域も明らかにします。 あなたが幸運ならば、あなたの解析は3つの候補遺伝子を明らかにするでしょう。それぞれについて、あなたは、疾患のない人と疾患患者の配列を比較します。 候補遺伝子#1 違いは見られません。 候補遺伝子#2 何人かの疾患患者に見いだされる一塩基多型。 候補遺伝子#3 疾患患者はエキソンをひとつ欠損しています。 どの候補が疾患遺伝子らしいでしょうか? 候補#1違いは見られません。 (いいえ、間違いです。) 候補遺伝子#2何人かの疾患患者に見いだされる一塩基多型。 (いいえ、間違いです。) 候補遺伝子#3疾患患者はエキソンをひとつ欠損しています。 (正解です。) 疾患のない人と疾患患者のグループ間の一塩基多型が、常に疾患遺伝子を示すものではありません。コドンには重複があり、いくつかの変化は許されることを思い出して下さい。しかし、もしエキソンが欠損しているならば、変化はタンパク質を変化させて、疾患の表現型を誘発するに違いありません。