ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕНОМА. ПОЛИМОРФНЫЕ САЙТЫ РЕСТРИКЦИИ. ПДРФ-АНАЛИЗ
Кодирующие и регуляторные области структурных генов наиболее консервативны в процессе эволюции, так как мутации в них подвержены давлению жесткого естественного отбора. Действительно, небольшие изменения в этих последовательностях, даже замена одного основания, делеция или инсерция нескольких нуклеотидов, могут привести к прекращению синтеза белка или к потере его функции, что, как правило, драматическим образом сказывается на жизнеспособности особей, несущих подобные мутации. Однако около 90% генома человека состоит из некодирующих последовательностей, подобных сателлитным ДНК, умеренным повторам, интронам и спейсерным промежуткам между генами. Эти участки значительно более изменчивы и содержат множество так называемых нейтральных мутаций, или полиморфизмов, не имеющих фенотипического выражения и не оказывающих заметного влияния на жизнеспособность или репродуктивные свойства особей и, таким образом, не подверженных прямому давлению естественного отбора. Полиморфные локусы являются удобными генетическими маркерами. На основе анализа родословных можно проследить их наследование в ряду поколений, проанализировать сцепление друг с другом, с известными генами и с анонимными последовательностями ДНК, т. е. использовать в качестве обычных менделевских признаков в классическом генетическом анализе. Информативность полиморфных локусов определяется уровнем их генетической изменчивости в различных популяциях.
Экспериментально легко выявляются два варианта геномного полиморфизма: количественые изменения в области локализации мини- и микросателлитных последовательностей ДНК и качественные замены отдельных нуклеотидов, приводящие к появлению полиморфных сайтов рестрикции. В первом случае изменчивость по числу повторяющихся «Кировых» единиц создает серию аллелей, характер и частота которых уникальны для каждого вариабельного локуса. Полиморфизм в сайтах рестрикции связан с присутствием точковых нейтральных мутаций, локализованных, как правило, в уникальных последовательностях некоди-рующих участков ДНК. Подобные мутации в силу вырожденности генетического кода (см. главу 1) могут возникать и в кодирующих последовательностях генов. Спонтанные мутации, возникающие в сайтах узнавания для определенных рестриктаз, делают их резистентными к действию этих ферментов. Аналогичным образом при таких заменах могут создаваться новые сайты рестрикции. Показано, что полиморфные локусы встречаются во всех хромосомах с частотой приблизительно один полиморфный сайт на 300 - 500 п.о. Этот тип изменчивости ДНК был выявлен и использован для молекулярной маркировки специфических участков генома исторически раньше по сравнению с вариабельными сателлитными повторами [Botstein D. et al., 1980].
