Kromosomkartläggning innebär att gener tilldelas specifika platser på en kromosom. En genkartläggning fyller många viktiga funktioner och är ungefär som att förstå den grundläggande mänskliga anatomin för att läkare ska kunna diagnostisera patienter med sjukdomar . En läkare behöver kunskap om var varje organ är beläget och vilken funktion organet har för att förstå sjukdomar. En karta över det mänskliga genomet kommer att göra det möjligt för forskare att förstå var generna är placerade så att deras funktion i det mänskliga genomet kan klarläggas. En detaljerad kromosomkarta ger också metoder för att studera hur gener är segregerade och hur genetisk heterogenitet (variation mellan en viss gen som är nedärvd från modern och samma gen med en något annorlunda sekvens som är nedärvd från fadern) kan bidra till att identifiera sjukdomsgener. Genkartläggning kan ge kliniker användbar information om gener som är kopplade eller segregerar nära varandra.
Vetenskapsmän använder flera metoder för att kartlägga gener till lämpliga platser. Dessa metoder omfattar familjestudier, somatiska cellgenetiska metoder, cytogenetiska tekniker och studier av gendosering. Familjestudier används för att avgöra om två olika gener är kopplade nära varandra på en kromosom. Om dessa gener är kopplade betyder det att de ligger nära varandra på samma kromosom. Dessutom bestäms frekvensen med vilken generna är kopplade av rekombinationshändelser (korsning av kromosomerna under meios) mellan kända platser eller markörer, och bestämmer den linjära ordningen eller det genetiska avståndet . I somatiska cellgenetiska metoder förloras kromosomer från en speciell typ av cell och den kvarvarande kromosom som har en gen, men inte en annan gen, skulle tyda på att de är belägna på olika kromosomer. Denna metod gör det möjligt för forskare att identifiera vilken kromosom som innehåller genen och utgör en av de första kartläggningsmetoderna som användes av forskare.
Cytogenetiska tekniker hänvisar till utnyttjande av karyotyppreparat, en teknik som gör det möjligt för forskare att visualisera av kromosomer, med hjälp av fluorescens så att en fluorescerande märkt gen kommer att avslöja var genen finns på kromosomen. Vid studier av gendosering används t.ex. numeriska avvikelser för att indirekt fastställa var genen finns på en kromosom. Vid Downs syndrom , kan det finnas tre kromosomnummer 21 (trisomi 21), vilket resulterar i tre kopior av genen och därmed tre gånger så mycket protein. I detta fall kan en gen lokaliseras till kromosom 21 om det finns tre gånger så mycket protein i en cell med tre 21-kromosomer. I denna metod antas mängden desoxyribonukleinsyra (DNA) vara direkt proportionell mot mängden protein.
Med hjälp av dessa metoder kan olika kartor över kromosomer utvecklas. Dessa kartor kallas cytogenetiska kartor, kopplingskartor, fysiska kartor eller DNA-sekvenskartor. En cytogenetisk karta använder band som produceras av ett färgämne som färgar kromosomer i en karyotpe och tilldelar gener till dessa band. En kopplingskarta, även kallad genetisk karta, ordnar generna längs DNA-strängen baserat på rekombinationsfrekvensen. Kopplingskartläggning innebär att man använder två egenskaper (och därmed deras ansvariga gener), som båda finns hos en förälder, i kombination med frekvensen i vilken de förekommer tillsammans hos avkomman för att konstruera kartan. Till exempel studerade den moraviskt födda augustinermunken och vetenskapsläraren Gregor Johann Mendel (1823-1884) blomfärgen och växthöjden hos ärtor. Han fann att olika höjder observerades lika ofta med vita blommor som med andra färgade blommor och på samma sätt förekom dvärgplantor lika ofta med de två blomstertyperna. Mendel drog slutsatsen att formerna av de två generna överfördes från förälder till avkomma oberoende av varandra. Detta blev senare känt som lagen om oberoende urval, ett begrepp som förbättrade tekniken för kartläggning av kromosomer. En fysisk karta ordnar gener eller markörer längs DNA-strängen på en kromosom. Slutligen är en DNA-sekvens den mest exakta typen av karta eftersom den innehåller både kodande (geninnehållande) och icke-kodande DNA. Man tror att om man får fram den fullständiga DNA-sekvensen från arvsmassan hos många olika organismer kommer forskarna att få viktig information som kommer att avslöja många biologiska mysterier.
Se även Kromosomala avvikelser; DNA-teknik; Human Genome Project.
Källor
Böcker
Friedman, J., F. Dill, M. Hayden, och B. McGillivray. Genetics. Maryland: Williams & Wilkins, 1996.
Wilson, G.N. Clinical Genetics: A Short Course. New York: Wiley-Liss, Inc., 2000.
andra
det nationella hälsomuseet. <http://www.accessexcellence.org/ab/bc/gregor_mendel.html>. (28 oktober 2002).
Brian Cobb
KEY TERMS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Genetisk kopplingskarta
-Genetiska kartor som konstruerats med hjälp av uppgifter om förekomstfrekvensen av genetiska markörer. Särskilt hur sådana markörer är medfödda.
Fysisk genetisk karta
-En genetisk karta baseras på faktiska avstånd mellan gener på en kromosom. Contigs är fysiska kartor som baseras på samlingar av överlappande DNA-fragment.