通常遗传学中的连锁分析难以区分同一染色体上相距很远的基因和非同源染色体上独立分配的基因,特别是在两个基因间交换值大于40%、接近于50%时。 1.请你设计一个遗传学实验来判断果蝇中的两个形态标记基因究竟是在同一染色体上相距很远的位置还是位于非同源染色体上。 2.请你设计一个体细胞遗传学的实验来判断人类中一个抗药性标记基因和一个控制营养的标记基因是在同一染色体上相距很远的位置还是位于非同源染色体上。 (注意在这两个实验中均不能采取原位分子杂交的方法)
参考答案:
解析:利用雄果蝇的连锁基因完全连锁、不发生重组的性质,可判断两个形态标记基因是在同一染色体上相距很远的位置还是位于非同源染色体上。 例如果蝇的灰体(A)对黑体(a)是显性,红眼(B)对紫眼(b)是显性。如把黑体红眼(aaBB)与灰体紫眼(AAbb)杂交,子一代是灰体红眼(AaBb)。 1)假如A和B是在同一染色体上,则把子一代雄蝇(AaBb)与双隐性雌蝇(aabb)交配,因为雄蝇连锁基因不交换,所以只产生2种精子,即aB和Ab,而双隐性雌蝇只产生一种卵,即ab,所以测交后代只有灰体紫眼和黑体红眼两种,比例为1:1,遗传分析如下:
如果用子一代雌蝇(
)跟双隐性雄蝇(
)交配,所产生的后代应出现4种表型。遗传分析如下: 2)假如A和B不在同一染色体上,则A和B独立分配,所以无论正反向都会出现四种表型,并且其比例为1:1:1:1,其遗传分析如下:
2.利用人体细胞和小鼠体细胞杂交实验,可以判断两个基因究竟是在同一染色体上相距很远的位置还是位于非同源染色体上。如果把人体细胞和营养缺陷型的小鼠细胞(或仓鼠细胞等)混合培养,再加上促融因子——紫外线灭活的仙台病毒或PEG,那么两种细胞就有可能融合。融合细胞中有两个核,是异核体(heterokaryon)。异核体的两个核融合,形成杂种细胞。如果所用的小鼠细胞是营养缺陷型,那么要使这种细胞能够生长,非得在培养基上添加某种营养物不可。可是我们可通过细胞融合技术,把小鼠细胞和人体细胞融合,形成杂种细胞。杂种细胞含有小鼠染色体和人体染色体,小鼠的营养缺陷可由人体染色体上的有关基因的作用来弥补,所以培养基上不添加某种营养物质,杂种细胞也可保持下去。这种细胞往往有整套的小鼠染色体和丢失后保留下来的少许人体染色体,其中当然含有能补偿小鼠营养缺陷的那个染色体。通过不同的选择技术,再加上机遇性的变化,可以形成各种杂种细胞系,含有不同数目和不同号码的人体染色体。 这样我们就可以把人的基因定位在某一染色体了。假定某人体细胞有一个或几个基因标记(gene marker),这些基因可以是控制营养需要或抗药性,也可以是控制细胞表面抗原或异常蛋白的形成等。我们实验的目的是要把其中一个或几个基因定位到特定的染色体上。 我们有不同的杂种细胞系,每个细胞系中除了小鼠染色体外,还有少数人的染色体。我们检验这些细胞系,把某一基因标记的在或不在与每一细胞中人的某一染色体的在或不在联系起来,从而推断某一基因是在某号染色体上。 在不同的杂种细胞系中,例如基因1和3或一起出现,或共同不见,所以我们可以下结论说,这两基因是连锁的。还有,基因1和3的在或不在直接跟第二染色体的在或不在有关,所以我们可以认为这两基因是同线的,都在第二染色体上。否则我们就可推断这两个基因位于非同源染色体上。