Генотип ABO определял предрасположенность к воспалительным и сердечно-сосудистым заболеваниям » Медвестник
Новое исследование выявило связи между генотипами ABO и развитием наиболее распространенных воспалительных и сердечно-сосудистых заболеваний среди пациентов, зарегистрированных в био-банке Великобритании.
Британские ученые провели когортное исследование на основе информационных баз данных UK Biobank и Шведского исследования Northern Swedish Population Health Study (NSPHS), которое подтвердило гипотезу о связи между генотипами АВО и заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Результаты анализа опубликованы на сайте American Journal of Hematology.
| UK Biobank — крупнейшее хранилище биологической и генетической информации с открытым доступом, в нем содержатся данные о ~500 000 человек со всей Великобритании. |
Эксперты обнаружили доказательства значительных различий между гетерозиготными и гомозиготными носителями аллелей легочной эмболии, тромбоза глубоких вен, а также уровней фактора фон Виллебранда.
Всего в первоначальном отборе приняли участие 502 682 человека из Великобритании, возраст которых составлял 37–73 года. Пациенты прошли интервью и заполнили опросники, включающие сведения об образе жизни и истории заболеваний. Для оптимальной стратификации когорты использовались только данные участников, классифицированных как британские белокожие граждане путем самоидентификации.
После отбора количество пациентов сократилось до 361 975 человек. Исследователи выявили заболевания сердечно-сосудистой системы, которые встречались не менее чем у 1000 пациентов в реестре. В результате получили 17 воспалительных и 7 сердечно-сосудистых заболеваний.
Всем участникам был присвоен соответствующий генотип ABO на основе трех аллель-определяющих вариантов гена ABO: rs8176746 (Leu266Met), rs8176747 (Gly268Ala), и группа O, rs8176719 (261DelG).
Ученые определили гаплотипы и генотипы АВО для пациентов в британской когорте: 43,5% от общего числа принадлежало к генотипу ОО, 37% — АО, 8% — ВО, 7,8% — АА, 3,3% — АВ, 0,4% — ВВ.
В швейцарской базе данных определение генотипа провели для всех пациентов: наиболее популярным были типы АО (36,1%), ОO (32,6%), AA (13,6%), BO (10,7%), AB (5,2%) и BB (1,7%).
В ходе анализа были проведены тесты отношения правдоподобия для определения роли АВО в риске развития 24 заболеваний и влияния на 438 белков плазмы крови.
Ученые обнаружили повышенные риски сахарного диабета 1-го и 2-го типа (СД1, СД2) среди участников, гомозиготных по аллелю В. Из-за редкой встречаемости (всего 0,4% в британской когорте) людей с таким генотипом связь не была обнаружена в предшествующих исследованиях.
Также было выявлено, что генотипы АА и ВВ могут повышать риски развития тромбоза глубоких вен и легочной эмболии. Найденные эффекты были аддитивными по сравнению с такими у гетерозиготных носителей генов АО и ВО. Самый низкий риск был у генотипа ОО.
Ученые впервые в ходе исследования установили связи между 24 белками плазмы крови и генотипами АВО.
16 этих белков известны своим участием в развитии онкологических заболеваний.
Ученые считают, что информация о генотипе АВО должна включаться в процедуру консультаций и ведения пациентов из группы риска, помимо использования классификации пациентов по группам крови.
Соотношение при анализирующем скрещивании
☰
Соотношение фенотипов при анализирующем скрещивании такое же, как соотношение генотипов. Это позволяет определить неизвестный генотип одного из родителей. Вторым выступает рецессивная по исследуемым признакам особь.
Как известно, при полном доминировании доминантные гомозиготы (AA) и гетерозиготы (Aa
) имеют одинаковый фенотип. Другими словами, по проявленному признаку нельзя сделать однозначный вывод о генотипе. В таком случае на помощь приходит анализирующее скрещивание. В зависимости от того, какие потомки получаются, делается вывод о неизвестном генотипе одного из родителей, так как на фоне рецессивных аллелей второго родителя проявляются все аллели первого.
Так гетерозигота Aa формирует гаметы двух типов: A и a. Второй рецессивный родитель образует только гаметы a. В результате их скрещивания половина потомков будет иметь генотип Aa, вторая половина – aa. То есть будет наблюдаться расщепление 1 : 1. Фенотипы также будут различны, и их соотношение также будет 1 : 1.
Если же исследуемый родитель был гомозиготой AA, он формирует гаметы только одного типа – A. В этом случае результатом анализирующего скрещивания будет единообразие всех потомков как по генотипу, так и фенотипу. Все они будут гетерозиготами
Таким образом, в зависимости от полученных фенотипов потомков делается вывод о генотипе исследуемого экземпляра.
Более сложный пример – это дигибридное скрещивание. Если исследуемая особь доминантна по двум признакам, то ее генотип может быть как AABB, так и AaBb, а также AABb или AaBB.
Все четыре варианта при полном доминировании имеют одинаковое фенотипическое проявление. Однако при анализирующем скрещивании каждый из этих генотипов дает свое уникальное расщепление.
1. Если генотип был AABB, то при скрещивании с рецессивной особью aabb, все потомки будут единообразны. Их генотип будет AaBb, а фенотип идентичен исследуемому родителю.
2. В случае AaBb и при независимом распределении генов образуются гаметы четырех видов: AB, Ab, aB, ab. При скрещивании с гаметой ab получатся четыре разных генотипа: AaBb, Aabb, aaBb, aabb. Их соотношение будет 1 : 1 : 1 : 1. Таким же будет соотношение фенотипов, так как у особей AaBb проявятся два доминантных признака, у особей Aabb – доминантный признак только по первому гену, у особей aaBb – доминантный признак только по второму гену, особи aabb будут рецессивны по обоим генам.
3. Если генотип исследуемого родителя был AABb, то образуются гаметы только двух типов: AB и Ab.
Гибриды анализирующего скрещивания будут иметь два генотипа AaBb и Aabb в соотношении 1 : 1. При этом по первому признаку все особи единообразны, а по второму признаку наблюдается расщепление, т. е. половина с доминантным признаком, вторая – с рецессивным.
4. Если у родителя был генотип AaBB, то расщепление будет наблюдаться только по первому гену. Генотипы потомков – AaBb и aaBb.
Таким образом, в зависимости от того, какое из четырех соотношений потомков наблюдается в анализирующем скрещивании, делается вывод о генотипе исследуемой особи.
Соотношения, получаемые при сцеплении генов, другие. Сцепленные гены локализованы в одной хромосоме и при образовании гамет наследуются совместно. Зачастую можно определить не только генотип, но также группы сцепления, в том числе их наличие или отсутствие.
Допустим, в результате дигибридного анализирующего скрещивания было получено соотношение фенотипов 5 : 2 : 2 : 5. Пусть будет, что на 5 доминантных по двум признакам экземпляров приходится 5 рецессивных по обоим признакам и по 2, которые доминантны только по одному из признаков.
Преобладание в гибридах от анализирующего скрещивания одних генотипов над другими, а не полное исключение последних, говорит о том, что наблюдается неполное сцепление генов. Гамет с исходным сцеплением генов всегда больше, чем с новым, которое образуется в результате кроссинговера.
Здесь исходными группами сцепления являются гены A и B, в то время как гены a и b находятся в другой хромосоме. Поэтому гамет AB и ab образовалось больше. Соответственно в результате анализирующего скрещивания гибридов AaBb и aabb оказалось больше. Если бы сцепление было полным, то были бы получены только такие гибриды. Однако из-за кроссинговера в части клеток появились рекомбинантные хромосомы с новыми группами сцепления –
Как определить генотипы | Наука
Обновлено 29 июля 2019 г.
Автор Бретт Смит
Термин генотип относится к полному генетическому составу организма. Он также используется для описания различных вариаций гена, известных как аллели. У людей есть два аллеля для каждой генетической позиции или локуса. В совокупности каждая пара аллелей считается определенным генотипом.
Знание генотипа или примера генотипа человека может быть важно для понимания генетической экспрессии, диагностики заболеваний, изучения генетических мутаций и многого другого.
Определение генотипа
Начнем с конкретного определения генотипа. Генотип человека — это наследуемая генетическая информация, которой обладает этот человек. Это относится к вашим генам, ДНК, аллелям и т. д. одним всеобъемлющим словом. Примером может быть описание цветового генотипа цветка как RR (что означает, что у них есть два «красных» аллеля, RR, для их цвета) или Rr (один «красный» аллель, R, и один «розовый» аллель, r, для цвета) .
Ваш фенотип, с другой стороны, это то, что индивидуум проявляет физически, что определяется имеющимся у него генотипом. Хотя два человека могут иметь одинаковый фенотип, они могут иметь совершенно разные генотипы. Следуя приведенному выше примеру с цветком, оба цветка RR и Rr кажутся красными, потому что красный цвет преобладает над розовым. Однако они различаются по своему генотипу, поскольку один является гомозиготным (RR), а другой гетерозиготным (Rr).
Определение генотипа: квадрат Пеннета
Квадрат Пеннета — один из самых простых способов определения генотипа. Квадрат на самом деле представляет собой мини-диаграмму, используемую для определения потенциального генотипа потомства по определенному признаку.
Чтобы создать квадрат Пеннета, запишите все возможные аллели одного родителя вверху квадрата и все возможные аллели другого родителя внизу слева. Каждый указанный аллель станет либо столбцом для верхних аллелей, либо строкой для левосторонних аллелей внутри квадрата.
Квадрат заполняется по мере того, как вы записываете аллели сверху в соответствующих столбцах, а затем записываете аллели сбоку в соответствующих строках, создавая квадрат, полный потенциальных генотипов.
Примером генотипа с использованием квадрата Пеннета являются классические эксперименты с горохом, проведенные Грегором Менделем. Ознакомьтесь с примерами конкретных генотипов и квадратами Пеннета здесь.
Полимеразная цепная реакция
Разработанная в 1980-х годах, полимеразная цепная реакция (ПЦР) создает определенную стойку ДНК на основе цепи матрицы. В дополнение к матричной цепи для ПЦР необходимы ДНК-полимераза, нуклеотиды и короткие фрагменты одноцепочечной ДНК.
В определенный момент реакция ПЦР начинает экспоненциально генерировать копии, и только на этой фазе можно определить исходное количество целевой последовательности в образце. Метод используется для секвенирования, клонирования и генной инженерии.
Зонд для гибридизации
Зонд для гибридизации используется для определения того, обусловлены ли физические характеристики генотипом.
Процесс начинается с полного переваривания анализируемой ДНК с последующим ее переносом на фильтрующую мембрану. Затем зонд добавляют к фильтру и позволяют ему связываться с последовательностью-мишенью.
Приблизительно через 24 часа фильтр промывают для удаления любого несвязанного зонда. Проба гибридизации также может использоваться для определения эффективности процесса клонирования или определения количества копий определенного гена.
Прямое секвенирование ДНК
Проект «Геном человека» привел к разработке ряда мощных инструментов для секвенирования ДНК. Помимо расшифровки полного генома Homo sapiens , эти инструменты позволили ученым секвенировать полные геномы множества других организмов, включая мышей, крыс и риса. Современные инструменты секвенирования позволяют сегодняшним генетикам сравнивать и манипулировать большими объемами ДНК быстро и дешево.
Это позволит определить роль генетики в восприимчивости к болезням, генетический ответ организмов на раздражители окружающей среды и проследить эволюцию признака или вида, по данным Национального исследовательского института генома человека.
тестовый крест | Изучайте науку в Scitable
Тестовое скрещивание — это способ изучения генотипа организма. Раннее использование тестового скрещивания было экспериментальным тестом спаривания, используемым для определения того, какие аллели присутствуют в генотипе. Генетический состав организма
называется его генотипом и отражает все аллели или формы
ген, переносимый организмом. Следовательно, тестовое скрещивание может помочь определить, является ли доминирующий фенотип.
гомозиготными или гетерозиготными по определенному аллелю.
Диплоид
организмы, такие как люди, имеют по два аллеля в каждом генетическом локусе или положении,
и один аллель наследуется от каждого родителя. Разные аллели не всегда
производят одинаковые внешние эффекты или фенотипы. Один аллель может быть доминантным и
маскируют эффект второго рецессивного аллеля в гетерозиготном организме, который
несет два разных аллеля в определенном локусе. Только рецессивные аллели
проявляют свой фенотип, если организм несет две идентичные копии
рецессивный аллель, то есть он гомозиготен по рецессивному аллелю.