Список источников

1. Наследственные болезни: национальное руководство/ Под ред. акад. РАМН Н.П.Бочкова и др. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012.- 936 с.

2. Геномика – медицине: Научное издание/ Под ред. академиков РАМН В.И.Иванова и Л.Л.Киселева. – М.: ИКЦ Академкнига, 2005. – 392 с.

3. Тарантул Б.З. Геном человека: Энциклопедия, написанная четырьмя буквами. Языки славянской литературы. — М., 2003. - 396 с.

4. Ormond K.E., Wheeler M.T., Hudgins L. et al. Challenges in the clinical application of whole-genome sequencing //Lancet. — 2010, May 15. - N 375(9727). - P. 1749-1751.

5. Samani N.J„ Tomaszewski М., Schunkert H. The personal genome — the future of personalised medicine? // Lancet. - 2010, May 1. - N 375(9725). - P. 1497-1498.

6. Wang E.T., Sandberg R., Luo S. et al. Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes // Nature. - 2008, Nov. 27. - N 456(7221). - P. 470-476.

7. Yoav Gilad, Victor Wiebe, Molly Przeworski, Doron Lancet, Svante Paabo. Loss of Olfactory Receptor Genes Coincides with the Acquisition of Full Trichromatic Vision in Primates // PLoS Biol. - 2004, Jan. - N 2(1). - P. 0120-0125.

Тема № 6. Этногеномика и геногеография

Краткое содержание:

1. Основные подходы к ДНК-анализу в популяционных исследованиях

2. Африканское происхождение человека современного типа

3. Использование анализа ДНК для изучения истории этносов

4. Этногеномика и геногеография Восточно-Европейского региона

5. Особенности русского генофонда

Последние годы на рубеже двух столетий ознаменованы стремительным прогрессом в области молекулярной генетики человека. Это связано, прежде всего, с работами по расшифров­ке генома человека, проведенными в рамках международных и национальных программ «Геном человека».

На основе этих исследований возникло новое научное на­правление, получившее название геномика, которое револю­ционизировало всю современную биологию. В рамках самой геномики стали развиваться специали­зированные разделы: функциональная геномика, сравнитель­ная геномика, медицинская геномика, компьютерная геномика и, наконец, наиболее захватывающий раздел — этническая ге­номика (этногеномика).

Основной задачей этногеномики является изучение геном­ного разнообразия в генофонде отдельных популяций, этносов, рас. Благодаря этнической геномике молеку­лярная генетика стала оказывать влияние не только на родст­венные разделы биологии и медицины, но и на такие отдаленные гуманитарные дисципли­ны как, например, история, антропология, включая происхождение, эволюцию, пути миграции, оценку родства и взаимодействия различных челове­ческих популяций.

1.Основные подходы к днк-анализу в популяционных исследованиях

Популяционные генетики обычно используют в работе раз­личного рода полиморфные (вариабельные) признаки. Раньше в каче­стве таких признаков использовались полиморфные белки, например антигены групп крови, антигены главного комплекса гистосовместимости и др.

Сейчас эти маркеры стали называть классическими, чтобы отличить их от появившихся в последнее время маркеров ДНК. С помощью классических маркеров получено довольно много интересных сведений о популяциях различных регионов мира. Но подлинный переворот в этой области произошел при появ­лении нового инструмента в виде огромного числа полиморф­ных маркеров ДНК.

Преимущества изучения генетического разнообразия на уровне ДНК, по сравнению с белковым уровнем, колоссальны. Информационное содержание ДНК значительно выше белко­вого, особенно если сравнивать с той группой белков, которая доступна для массового анализа. Кроме того, техника исследо­вания маркеров ДНК сводится к ограниченному числу методов, что позволяет автоматизировать процесс.

Важно отметить, что все маркеры ДНК с точки зрения попу­ляционных исследований можно разделить на три группы: мар­керы митохондриальной ДНК, маркеры Y-хромосомы и маркеры других хромосом.

В клетках человека, как и любого высшего организма, содержится геномы двух типов. Один находится в клеточном ядре и распределен по хромосомам — по 22 парам так называемых аутосом и по поло­вым хромосомам — XX у женщин и XY у мужчин. В каждой па­ре хромосом (гомологичных) одна происходит от одного родителя, вторая — от другого.

Другой геном, совсем небольшой, принадлежит митохондриям (их считают энергетическими станциями клеток). Каждая мито­хондрия имеет свой геном, число митохондрий в клетке весьма велико. Вариа­бельность митохондриальной ДНК используется в популяционных исследованиях сравнительно давно из-за относительной простоты выделения ДНК. Основной особенностью этой ва­риабельности является материнский тип наследования.

Y-хромосомный полиморфизм является как бы зеркальным митохондриальному и имеет отцовский тип наследования. Оба типа вариабельности дополняют друг друга, давая раздельную ин­формацию об отцовском и материнском вкладе в эволюцию по­пуляций. Это явление дает новые, не существовавшие ранее, возможности в популяционных исследованиях — проследить и сопоставить историю женской и мужской части популяции и оценить их вклад в популяционный генофонд.

В отличие от них, ядерные маркеры ДНК, расположенные на других хромосомах, характеризуют сообщества людей в це­лом, не учитывая особенности генетического вклада различных полов.

Самой первой обнаруженной вариа­бельностью ДНК была вариабельность, связанная с точковыми заменами нуклеотидов(SNP), когда один нуклеотид в цепи ДНК ме­няется на другой.

Позднее был обнаружен другой тип полиморфизма, связан­ный с так называемыми гипервариабельными участками генома.

Эти участки содержат короткие последовательности ДНК, мно­гократно повторенные один за другим стык в стык, так называ­емые тандемные повторы. Оказалось, что число повторений этих последовательностей сильно различаются у разных людей. У одного человека в конкретной точке генома последователь­ность может быть повторена 4 раза, а у другого 20, 40 и более раз. Из-за столь большого индивидуального разнообразия ин­формативность этих маркеров очень высока.

Среди гипервариабельных участков, представленных тандемными повторами, выделяют мини- и микросателлиты. Для минисателлитов характерны более длинные элементарные зве­нья — от 10 и более нуклеотидов. Длина элементарного звена у микросателлитов меньше 10 нуклеотидных пар (н. п.). В основ­ном исследователи имеют дело с микросателлитами с размером звена от 2 до 4-5 н.п. Полиморфизм мини- и микросателлитных локусов (участков хромосомы) довольно высок, отсюда следует, что и их информативность также должна быть весьма значи­тельной.

Второй важной характеристикой маркеров ДНК является возможность оценки с их помощью временных параметров по­явления новых вариантов. Полиморфизм, отражающий замены единич­ных нуклеотидов, особенно в ядерных ДНК, основывается на событиях, происходящих достаточно редко, поэтому на основании полиморфизма дан­ного типа можно судить о более отдаленных событиях популяционной истории.

Мини- и микросателлиты имеют более высокую ско­рость мутации и на основании этого они рекомендованы для анализа менее отдаленных этапов генетической истории.