유전 십자가
유전 십자가는 자손에 유전 물질의 조합을 초래하는 두 개체의 의도적 인 짝짓기입니다. 십자가는 식물,효모,파리 및 생쥐를 포함한 많은 모델 시스템에서 수행 할 수 있으며 유전 적 과정을 해부하거나 새로운 특성을 가진 유기체를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
이 비디오는 유전 적 십자가의 원리 중 일부를 다루고,테트라 분석으로 알려진 십자가를 수행하는 한 가지 방법을 조사하고,이 기술의 여러 응용에 대해 논의 할 것입니다.
먼저,유전적 교배를 가능하게 하는 유전의 기본원리를 소개한다.
유기체의 표현형 또는 형질의 구성은 유전 적 구성 또는 유전자형의 영향을받습니다. 대부분의 성적으로 번식하는 유기체에서 부모 세대는 각 별개의 염색체의 사본이 하나있는 반수체 배우자 세포를 생성합니다. 그런 다음 짝짓기 중에 융합되어 각 염색체의 두 개의 상동 사본이있는 이배체 자손을 생성합니다. 두 염색체가 동일한 대립 유전자 또는 유전자의 변형 형태를 포함한다면,유기체는 그 유전 적 궤적에서”동형 접합”이다;그렇지 않으면”이형 접합”이다.”
사이클을 다시 시작하기 위해 이배체 유기체는 다시 감수 분열을 통해 반수체 배우자를 생성합니다. 이 과정에서 두 상동 염색체는”재조합”을 거치며,여기서 동등한 서열의 비트가 쌍 사이에서 교환됩니다. 이 과정은 각 자손이 물려받은 부모 대립 유전자를 섞어 유전 적 다양성을 증가시킵니다.
체계적인 유전 십자가를 수행 한 최초의 사람들 중 하나는”유전학의 아버지”그레고르 멘델이었다. 쉽게 조작 완두콩 공장을 사용하고,상속의 일관된 패턴과 특성의 시리즈를 검사함으로써,멘델은 유전학의 기초를 형성 할 상속의 세 가지 기본 법칙을 도출 할 수 있었다.
멘델의 제 1 법칙은 동일성의 법칙이며,이는 두 동형 접합체의 첫 번째 또는 에프 1 세대의 이형 접합체 자손이 오직 한 부모의 표현형을 가질 것이라고 주장한다. 이 표현형을 확립하는 대립 유전자는”우성”이라고 불리는 반면”숨겨진”대립 유전자는”열성”입니다.”우리는 지금 우성 관계는 종종 덜 명확 하 게,불완전 한 우성,혼합 된 표현 형;을 표현 하는 경우 및 공동 우성,어디 두 표현형이 표시 됩니다.
분리 법칙은 하나의 대립 유전자가 각 배우자에게 무작위로 할당된다고 명시한다. 이형 접합체의 자기 수정에서 에프 2 자손 에프 1 개인을 표시하는 것을 관찰하여 3:1 표현형 비율,그러나 표현형 적으로 지배적 인 개체 중 두 개가 실제로 이형 접합체임을 멘델은 두 부모 대립 유전자가 별도로 유전되어야한다고 추론했다. 오늘날 우리는 이배체 부모의 두 상동 염색체가 무작위로 반수체 딸 세포로 나뉘어 각각 두 대립 유전자 중 하나를 상속 할 때 감수 분열 중에 분리가 발생한다는 것을 알고 있습니다.
멘델의 세 번째 법칙은 독립적 구색의 법칙이며,이는 개인의 특성이 독립적으로 유전된다는 것을 명시합니다. 우리는 지금 절대 독립만 감수 분열 동안 딸 세포에 독립적으로 배포 되는 반수체 집합에 별도 염색체에 유전자에 의해 제어 하는 특성에 대 한 존재 알고 있습니다. 동일한 염색체에 2 개의 유전자를 위해,그(것)들 사이 거리는 다른 상동 염색체에 재결합되다 가능성에 반비례합니다,그리고 확장에 의하여,얼마나 확률이 높은 동일한 자식에서 함께 승계되는지. 따라서 이배체 유기체의 네 가지 감수 산물을 분석하는 것은 과학자들이 유전자의 위치를 매핑 할 수있는 방법을 제공합니다.
유전적 교차의 이면에 있는 원리들을 검토한 후,테트라드 분석을 위한 프로토콜을 살펴보자.
이 기술은 일반적으로 효모와 같은 특정 단일 세포 조류 또는 곰팡이에 적용되어 4 개의 반수체 감수 산물 또는 포자를 해부하며,이 포자는 이들 종에서 단일 세포체 내에서”테트라”로 함께 남아 있습니다.
효모에서 테트라 분석을 수행하기 위해,원하는 균주를 먼저 적절한 배지에서 재배한다. 개별 콜로니의 효모 세포는 예를 들어 새로운 판 위에 교차 패턴으로 각 변형을 줄무늬로하여 짝짓기를 할 수 있습니다. 이 판은 선택적 매체에 복제 도금되어 십자가의 이배체 생성물 만 분리합니다.
선택된 이배체 세포는 포자 형성 및 사중 형성을 유도하기 위해 영양 결핍 배지에서 재배된다. 포자의 테트라드를 유지하는 구조인 아스키는 효소 자몰리아제를 포함하는 용액에서 소화됩니다. 소화 후,개별 아스키는 테트라 해부 현미경을 사용하여 조작됩니다. 그들은 성장 판에 특정 위치에 배열 하 고 개별 포자를 무료로 중단. 이들은 그리드와 같은 패턴에 배치 할 수 있습니다,여기서 각 스포츠의 추가 분석 할 수있는 개별 식민지를 생성하는 것.
이제 테트라 분석이 수행되는 방법을 알았으므로 이 기술의 많은 응용이나 수정 중 일부를 살펴보겠습니다.
4 단의 수동 해부는 시간이 많이 걸리고 연구자들은 4 단의 바코드 사용 시퀀싱과 같은 높은 처리량 대안을 고안했습니다. 이 방법에서 효모 십자가의 이배체 자손은 플라스미드 라이브러리로 변형되었으며,각각은 각 자손에 대한 식별자 역할을하는”바코드”로 알려진 짧고 고유 한 시퀀스를 포함합니다. 플라스미드는 또한 유세포 분석을 통해 효모 아시를 선택하고 한천 플레이트로 분류 할 수 있습니다. 아스키는 접시에 한꺼번에 용해하고,포자는 작은 식민지로 성장할 수 있었다. 그런 다음 식민지를 유전자형 분석을 위해 96 웰 플레이트에 무작위로 배포했습니다. 고유 한 바코드 시퀀스는 그룹 각 테트라에서 포자에서 발생 네 식민지 연구자 수 있습니다.
유전자 십자가는 또한 많은 수의 유전자 삭제를 가진 효모 세포를 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 녹색 괴물 과정에서 반수체 돌연변이 효모 운반 다른 유전자 삭제 에 의해 표시 유전자순환자순환은 짝짓기 과 포자. 이러한 반수체 자손 중 일부는 부모로부터 상속 삭제를 수행,형광 활성화 유세포 계측법을 통해 정렬됩니다. 이러한 선택된 세포를 배양하고 다시 교차시켰다. 이 사이클을 반복하면 수많은 삭제를 포함하는 효모 균주가 생성됩니다.
마지막으로,유전 십자가는 말라리아를 일으키는 세포 내 기생충 플라스모듐과 같은 많은 모델 시스템에서 사용하도록 적응되었습니다. 기생충은 다른 세포 내에서만 번식 할 수 있기 때문에 모든 교차 단계는 기생충의 자연 숙주 및 벡터 인 생쥐 또는 모기에서 각각 수행해야합니다. 여기,쥐 혈액 기생충 단계에서 두 개의 독특한 플라 스 모 듐 균주에 감염 되었다. 그런 다음 기생충은 혈액 공급을 통해 모기로 옮겨졌고,일단 내부에서 이배체 접합체를 형성하기 위해 비옥하게하는 배우자로 성숙되었습니다. 성숙한 포자체는 모기에게서 그 때 가을걷이되고 기생충이 관심사의 교차하는 자손을 고립시키기를 위해 전파된 쥐를 감염시키기 위하여 이용되었다.
당신은 유전자 십자가에 조브의 비디오를 본 적이. 이 비디오에서는 상속의 원리,일부 유기체의 유전 적 교차가 테트라 해부로 분석 될 수있는 방법 및 몇 가지 현재 응용 프로그램을 소개했습니다. 언제나처럼,시청 해 주셔서 감사합니다!