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.

Мутации, приводящие к возникновению аллелей генов, участвующих в формировании хозяйственно-полезных признаков, используются для поиска прямых ассоциаций с признаками продуктивности сельскохозяйственных животных [23 - 28].

Прежде чем внедрить использование генетических маркеров в селекцию животных, необходимо выполнить ряд мероприятий, таких как:

1) выделить спектр генов-кандидатов, которые могут служить молекулярно-генетическими маркерами QTL;

2) разработать тест-системы для анализа их аллельного полиморфизма;

3) определить частоты встречаемости аллельных вариантов данных генов у различных пород сельскохозяйственных животных;

4) провести корреляционные исследования;

5) оценить эффективность использования генетических маркеров в селекции.

Контрольные вопросы:

1. В каком случае гены могут использоваться в качестве генетических

маркеров?

1. Что такое SNP?

2. Преимущества ДНК-маркеров

3. Для чего используют маркерные гены?

4. По какому принципу классифицируют ДНК-маркеры?

1.2 Генетическое маркирование признаков молочной продуктивности

В качестве общепринятых генов-маркеров молочной продуктивности коров выделяют гены, принимающие участие в контроле качественного состава молока: ген капа-казеина ( bCSN3 ), ген лактоглобулина ( bLGB ) и α- лактальбумина ( bα-LA ), а также гены, контролирующие количественные характеристики молочной продуктивности, такие как удой, жирномолочность и белковомолочность: ген гипофизарного фактора роста-1 ( bPit-1 ), ген гормона роста ( bGH ), ген рецептора гормона роста ( bGHR ) и пролактина ( bPRL ), а также ген инсулиноподобного фактора роста-1 ( bIGF-1 ) и другие.

1.2.1 Полиморфизм гена каппа-казеина bCSN3

Казеины (от лат. caseus – сыр) составляют 80% от всех белков молока и относятся к наиболее ценным пищевым белкам, в состав которых входит полный набор незаменимых аминокислот. Кроме того, казеины являются источником пищевого кальция и фосфора [29]. У крупного рогатого скота известно четыре основных типа казеинов – αS1, αS2, β и κ. В молоке они