구조 유전체학에 대해 이해하기!!

구조 유전체학에 대해 알아보도록 하자!!

 

 

 

안녕하세요 오늘은 생물학 중에서도 구조 유전체학에 대해 가져와 보았습니다. 구조 유전체학은 이름에서 알 수 있듯이, 목표 구조 유전체학의 구조 특징입니다. 게놈, 개별 게놈의 구조에 대한 지식은 특정 종의 유전자와 DNA 세그먼트를 조작하는데 매우 유용합니다. 예를 들어, 유전자는 유전자의 위치를 아는 것에 기초하여 복제될 수 있습니다. 다수의 게놈이 구조적 수준에서 특성화되었을 때, 비교 게놈을 통해 모든 게놈의 전체 구조적 조직을 지배하는 일반적인 규칙을 추론할 수 있기를 바라며 현재도 많은 과학자들이 이 구조 유전체학에 대한 연구를 끊임없이 이어오고 있습니다.

 

구조 유전체학은 유전자 및 마커를 개별 염색체에 할당한 다음, 염색체 내에서 이들 유전자 및 마커를 맵핑하고, 최종적으로 시퀀싱에서 정점에 이르는 물리적 맵을 준비하는 것으로 시작하여 분석 분해능 수준을 증가시킵니다.

 

 

특정 염색체에 유전자 할당

 

유전자 또는 마커를 개별 염색체에 할당하는데 여러 가지 다른 방법이 유용합니다. 이러한 방법 중 일부는 밑에 소개할 예정입니다.

 

알려진 유전자와의 연계

잘 연구된 생물체에서는 간단한 문제입니다. 교차 균주로 새로운 매핑되지 않은 반송 대립 유전자 마커를 운반하는 균주의 세트가 퍼져 게놈 공지 염색체 위치 하나씩, 50% 미만의 감수성 재조합 빈도는 맵핑되지 않은 대립 유전자 및 특이적 마커가 연결되어 동일한 염색체 상에 존재함을 나타냅니다. 종종 이러한 연결 데이터는 아마도 특정 염색체의 팔 또는 특정 밴드에서 염색체 위치에 대한 대략적인 아이디어를 제공하는것으로 알려져 있습니다.

 

펄스필드겔 전기 영동

염색체가 PFGE에 의해 분리되기에 충분히 작은 경우, 겔의 DNA 밴드를 사용하여 하이브리드화에 의해 새로운 유전자를 찾을 수 있습니다. 먼저, 어느 DNA 밴드가 어느 연색체에 해당 하는지를 확립하기 위해 상관관계가 이루어져야합니다. 염색체의 크기, 알려진 염색체 사이의 전위 및 알려진 위치의 프로브로의 하이브리드화가 이 목적에 유용합니다. 그런 다음 새로운 복제된 유전자를 PFGE겔의 서던블롯에서 프로브로를 사용할 수 있으므로 염색체 유전자를 확인할 수 있습니다.

 

인간 설치류 체세포 하이브리드

체세포 혼성화 기술은 인간 게놈 맵핑에 광범위하게 사용되지만 원칙적으로 많은 다른 동물 시스템에서 사용될 수 있습니다. 

 

 

 

 

고해상도 염색체 지도

 

해상도를 높이는 다음 단계는 염색체에서 유전자 또는 분자 마커의 위치를 결정하는것 입니다. 이 단계는 생성된 유전자 맵이 다음 섹션에서 고려된 물리적 맵과 정렬될 수 있고 물리적 맵의 유효성을 검증하는데 사용될 수 있기 때문에 중요합니다. 또한, 물리적 지도의 일부로 생성된 클론을 사용하여 유전자 지도의 유전자에 해당하는 게놈 DNA를 식별할 수 있습니다. 유전자 또는 마커의 위치를 결정하는데 몇 가지 다른 방법이 사용됩니다.

 

재조합에 의한 감수성 맵핑

유전체학에 사용되는 Meiotic linkage mapping은 즉 dihybrid와 multihybrid cross에서 재조합 빈도 분석에 근거합니다. 효모, Neurospora , Drosophila 및 Arabidopsis 와 같은 실험 유기체에서, 질적 표현형의 차이를 결정하는 유전자는 통제된 실험적 교차점 (예 : 테스트 크로스)을 쉽게 만들 수 있기 때문에 간단한 방법으로 매핑 될 수 있습니다. 따라서, 이 유기체에서, 수년에 걸쳐 구축된 염색체 지도는 알려진 표현형 효과를 갖는 유전자로 가득 찬 것으로 보이며, 이들 모두는 각각 자신의 유전자에 맵핑되어있습니다. 하지만 이것은 인간에게는 해당되지 않습니다. 그 이유로는 첫째, 유익한 성공 자료가 부족합니다. 둘째, 자손 샘플 크기는 링크의 정확한 통계적 결정을 하기에는 너무 작습니다. 셋째, 인간 게놈은 엄청난 양을 가지고 있어 분석하기 까다롭습니다. 실제로, 결합 분석에 의해 인간 질환 유전자를 개별 오토솜에 할당하는것 조차 어려운 과제였습니다.

 

지도가 알려진 표현형 효과의 유전자로 충분한 것으로 나타난 유기체에서도, 측정 결과 알려진 유전자 사이의 초현실적 간격은 방대한 양의 DNA를 포함해야한다는 것이 밝혀졌습니다. 이러한 간격 또는 간격은 해당 영역에 마커가 없기 때문에 연결분석으로 맵핑할 수 없습니다. 더 많은 수의 추가 유전자 마커가 필요했으며, 이는 더높은 해상도 지도를 제공하기 위해 틈을 매우는데 사용될 수 있습니다. 이러한 요구는 다양한 종류의 분자 마커의 발견에 의해 충족되었습니다. 이형 일부 유형 중성 DNA의 변화 중립 변이는 측정 가능한 표현형 변이와 관련이 없습니다. 이형 접합인 경우 이러한 DNA 유전자좌는 통상적인 이형 접합 대립 유전자상이 사용될 수 있는 것과 같이 맵핑 분석에 사용될 수 있습니다. 분자 마커는 쉽게 검출할 수 있고 게놈에 너무 많기 때문에, 결합 분석에 의해 밉핑될 때, 알려진 표현형의 유전자 사이의 공극을 채웁니다. 맵핑에서 DNA 마커의 생물학적 중요성은 그 자체로는 중요하지 않습니다. 이형 접합 부뉘는 단지 게놈 주위의 길을 찾는데 유용한 편리한 기준점일 뿐입니다. 이런식으로 마커는 몇 세기 전 여행자들이 마일스톤을 사용했던것 처럼 사용됩니다. 여행자들은 마커 자체에 관심이 없었지만, 그들 없이는 방향을 잃었던 것 처럼 말이죠.

 

 

제한 단편 길이 다형성

 

가변 수의 짧은 서열 반복 에 기초한 DNA 마커.  RFLP가 게놈 특성 분석에 일반적으로 사용된 최초의 DNA 마커였지만, 동물 및 식물 게놈의 분석에서, 이들은 현재 짧은 탠덤 반복 횟수의 변화 에기초하여 마커로 대체되었습니다. 이러한 마커를 통칭하여 단순 시퀀스 길이 다형성 (SSLP)이라고 합니다. SSLP는 RFLP에 비해 두 가지 기본 장점이 있습니다. 첫째, RFLP와 관련하여 일반적으로 하나 또는 두 개의 "대립 유전자"또는 모프만 가계도에서 발견됩니다. 또는 연구중인 인구. 이것은 그들의 유용성을 제한합니다. 보다 다양한 상 동성 염색체 영역에 대한 특정 태그로서 작용할 수 있는 더 많은 수의 대립 유전자를 갖는 것이 바람직 할 것입니다. SSLP는 다중 대립 유전자가 훨씬 흔하며 한 유전자좌에서 최대 15개의 대립 유전자가 발견되었기 때문에 이러한 요구를 충족시킵니다. 둘째, RFLP에 대한 이형 접합성이 낮을 수 있습니다. 다시 말해, 유전자좌의 한 대립 유전자 가 다른 대립 유전자와 관련하여 상대적으로 드문 경우, 이형 접합체 (매핑에 유용한 중요한 개체)의 비율이 낮을 것입니다. 그러나, 대립 유전자가 많을 뿐만 아니라 SSLP는 이질 접합성이 훨씬 높기 때문에 이형 접합체의 기초가 되기 때문에 RFLP보다 더 유용합니다. 재조합 분석. 두 가지 유형의 SSLP가 이제 게놈 에서 일상적으로 사용됩니다.