[19]. В настоящее время насчитывается несколько десятков типов молекулярных маркеров. Наиболее широко используемые ДНК-маркеры перечислены на рисунке 1. Их разделяют на три группы, согласно основному методу анализа: маркеры, исследуемые с помощью блот-гибридизации, ПЦР и ДНК-чипов [20].
Преимуществом ДНК-маркирования является возможность использовать для анализа любые ткани и органы, независимо от стадии развития организма и имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими типами маркеров (таблица 1) [22].
Таблица 1 - Свойства ДНК маркеров [22]
| Полезные | Стабильность наследования; |
|---|---|
| свойства | Отсутствие плейотропного эффекта; Множественность аллелей; |
| Информативность о природе генетических изменений; Возможность проведения ретроспективных исследований. | |
| Возможность тестирования любых последовательностей генома; |
| Повсеместность Возможность (митохондриальная Возможность хромосома) | распространения; анализа материнского ДНК); анализа отцовского типа | типа наследования наследования (Y- | |
|---|---|---|---|
| Методическое | Возможность | определения в любых тканях. | |
| удобство | Возможность | определения на любых стадиях | развития. |
| Длительность | хранения образцов ДНК. | ||
| Возможность | использования | гербарного материала, | |
| ископаемых остатков | и т.п | ||
| Отсутствие | Отсутствие | ограничений в числе маркеров | на образец. |
| ограничений в | Наличие | маркеров для | белок-кодирующих |
| количестве | последовательностей. | ||
| маркеров | Наличие | маркеров для некодирующих | последовательностей |
| (интронные, межгенные, | регуляторные области | и другие). | |
| Наличие маркеров | для повторяющихся | последовательностей |
Основные классы молекулярных маркеров:
-
AFLP (amplified fragment length polymorphism) – полиморфизм длины
-
амплифицированных фрагментов;
-
CAPS (cleaved amplified polymorphic sequences) – расщепленные
-
амплифицированные полиморфные последовательности;
-
DArT (diversity array technology) – ДНК-чип технология для изучения
-
разнообразия;
-
IRAP (interretrotransposon amplified polуmorphism) – полиморфизм
-
амплифицированных последовательностей между ретротранспозонами;
-
ISSR (inter simple sequence repeats) – межмикросателлитные
-
последовательности;
-
RAPD (random amplified polymorphic DNA) – случайно
-
амплифицированная полиморфная ДНК;
-
RFLP (restriction fragment length polymorphism) – полиморфизм длины
-
рестрикционных фрагментов;
-
SCAR (sequence characterized amplified region) – амплифицированная
-
область, охарактеризованная нуклеотидной последовательностью;
-
SNP (single nucleotide polymorphism) – однонуклеотидный полиморфизм.
-
SSAP (sequencespecific amplification polymorphism) – полиморфизм
-
сиквенсспецифичной амплификации;
-
SSCP (single strand conformation polуmorphism) – полиморфизм
-
конформации одноцепочечной ДНК;
-
SSR (simple sequence repeats) – простые повторяющиеся
-
последовательности (микросателлиты);
-
STS (sequence tagged site) – сайт/локус, маркированный нуклеотидной
-
последовательностью [20].
Данная классификация отражает процесс «эволюции» ДНК-маркеров. Первая из трех перечисленных выше групп представляет собой первое поколение ДНК-маркеров, получивших широкое распространение в 1980 годы. В 1990 годы ключевые позиции заняли ПЦР-маркеры, в 2000 годы их существенно потеснили молекулярные маркеры, основанные на использовании ДНК-чипов. В последние два-три года для анализа полиморфизма ДНК все чаще используют метод прямого секвенирования генома или его отдельных участков. К молекулярным маркерам наравне с классическими генетическими применяют термины «локус», «аллель», «доминантный», «кодоминантный». Молекулярные маркеры подразделяют на монолокусные и мультилокусные. Монолокусные маркеры наследуются чаще всего по кодоминантному типу, мультилокусные – по доминантному [20].
Маркирование полезных признаков с помощью однонуклеотидных замен у крупного рогатого скота. Поиск генетических маркеров широко ведется среди однонуклеотидных полиморфизмов − генных мутаций, обусловленных выпадением, добавкой или заменой одного нуклеотида. Маркерные SNP могут быть локализованы в пределах генов количественных признаков (генов-кандидатов) и обуславливать возникновение их аллелей с различными фенотипическими эффектами либо находиться на значительном удалении от них, но характеризоваться стабильным наследованием.
Маркерные SNP, расположенные в пределах гена-кандидата, могут оказывать различный фенотипический эффект в зависимости от локализации и характера мутации. Наибольшим эффектом обладают мутации, возникающие в областях экзонов, кодирующих аминокислотную последовательность белка, и приводящие к изменению его первичной структуры. В большинстве случаев мутации, приводящие к изменению в структуре белка или влияющие на интенсивность его экспрессии, фенотипически проявляются в виде различных патологий. В некоторых случаях измененный белок оказывается более эффективным, так как интенсифицирует обмен веществ и предоставляет его обладателю эволюционные преимущества, в случае, если это дикий вид, и селекционные преимущества, если это искусственно разводимый сорт или порода. Однонуклеотидные замены, возникающие в периферических зонах, могут затрагивать последовательности регуляторных элементов гена и таким образом изменять эффективность его экспрессии. Мутации, возникающие в областях интронов – участков, вырезаемых в ходе посттрансляционных модификаций, чаще являются молчащими. Однако в тех случаях, когда интроны содержат регуляторные области, а также области альтернативного сплайсинга, нуклеотидные последовательности, находящиеся внутри интронов, участвуют в активации или репрессии работы гена, либо в посттрансляционных модификациях белка. В таком случае изменения нуклеотидной последовательности этих районов могут производить значительный фенотипический эффект.
