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理想的分子标记有哪些要求?

2022.4.20

  理想的分子标记必须达以下几个要求:⑴ 具有高的多态性;⑵ 共显性遗传,即利用分子标记可鉴别二倍体中杂合和纯合基因型;⑶ 能明确辨别等位基因;⑷ 遍布整个基因组;⑸ 除特殊位点的标记外,要求分子标记均匀分布于整个基因组;⑹ 选择中性(即无基因多效性);⑺ 检测手段简单、快速(如实验程序易自动化);⑻ 开发成本和使用成本尽量低廉;⑼ 在实验室内和实验室间重复性好(便于数据交换)。但是,发现的任何一种分子标记均通过电泳分离不同的生物 DNA 分子,然后用经标记的特异 DNA 探针与之进行杂交,通过放射自显影或非同位素显色技术来揭示 DNA 的多态性。

  ①限制性片段长度多态性

  (Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)

  1974年Grodzicker等创立了限制性片段长度多态性(RFLP)技术,它是一种以DNA—DNA杂交为基础的第一代遗传标记。RFLP基本原理:利用特定的限制性内切酶识别并切割不同生物个体的基因组DNA,得到大小不等的DNA片段,所产生的DNA数目和各个片段的长度反映了DNA分子上不同酶切位点的分布情况。通过凝胶电泳分析这些片段,就形成不同带,然后与克隆DNA探针进行Southern杂交和放射显影,即获得反映个体特异性的RFLP图谱。它所代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生片段在长度上差异。由于不同个体的等位基因之间碱基的替换、重排、缺失等变化导致限制内切酶识别和酶切发生改变从而造成基因型间限制性片段长度的差异。

  RFLP的等位基因其有共显性特点。RFLP标记位点数量不受限制,通常可检测到的基因座位数为1—4个。RFLP技术也存在一些缺陷,主要是克隆可表现基因组DNA多态性的探针较为困难;另外,实验操作较繁锁,检测周期长,成本费用也很高。自RFLP问世以来,已经在基因定位及分型、遗传连锁图谱的构建、疾病的基因诊断等研究中仍得到了广泛的应用。

  ②数目可变串联重复多态性

  (Variable Number of Tandem Repeats,VNTR)

  数目可变串联重复序列又称小卫星DNA(Minisatellite DNA),是一种重复DNA小序列,为10到几百核苷酸,拷贝数10一10001不等。VNTR基本原理与RFLP大致相同,只是对限制性内切酶和DNA探针有特殊要求:⑴限制性内切酶的酶切位点必须不在重复序列中,以保证小卫星或微卫星序列的完整性。⑵内切酶在基因组的其他部位有较多酶切位点,则可使卫星序列所在片段含有较少无关序列,通过电泳可充分显示不同长度重复序列片段的多态性。⑶分子杂交所用DNA探针核昔酸序列必须是小卫星序列或微卫星序列,通过分子杂交和放射自显影后,就可一次性检测到众多小卫星或微卫星位点,得到个体特异性的DNA指纹图谱。

  小卫星标记的多态信息含量较高,在17一19之间。缺点是数量有限,而且在基因组上分布不均匀,这就极大限制其在基因定位中的应用。VNTR也存在实验操作繁琐、检测时间长、成本高的缺点。

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