于偉東

(內(nèi)蒙古赤峰市元寶山區(qū)平煤高級(jí)中學(xué) 024076)

基因定位(gene mapping)是指利用一定的方法將一個(gè)基因確定到染色體上的實(shí)際位置。基因定位與基因組作圖、基因克隆的關(guān)系十分密切。將基因定位在染色體的某一位置上之后，其本身就可作為基因組作圖時(shí)的一個(gè)界標(biāo)。

同時(shí)，當(dāng)在基因組圖譜上確定某一基因所在的位置后，就可以按圖來分離克隆基因。因此，基因定位是基因組研究的一個(gè)重要組成部分。

1 體細(xì)胞雜交定位

離體培養(yǎng)的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的動(dòng)物體細(xì)胞相互融合后，雜種細(xì)胞往往會(huì)排除一種親本細(xì)胞的染色體。例如，人和小鼠的體細(xì)胞在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核均合二為一后，這種雜種細(xì)胞每分裂一次，就排除人的一些染色體。經(jīng)過若干次分裂后，雜種細(xì)胞在丟失了人的一部分染色體后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。這時(shí)雜種細(xì)胞包含了小鼠的全套染色體和人的一條或幾條染色體。當(dāng)一些雜種細(xì)胞所含的人的染色體，加在一起涵蓋了人的全部染色體，即22條常染色體以及X和Y染色體時(shí)，這些雜種細(xì)胞就構(gòu)成了整套雜種細(xì)胞系，可用于人的基因定位。

例如，利用染色體缺失進(jìn)行定位。此法無需從患者體內(nèi)獲得染色體異常的相關(guān)細(xì)胞，而是用人工方法在體外造成雜種細(xì)胞內(nèi)特定染色體的不同位置發(fā)生斷裂，形成各種類型的末端缺失，獲得一套特定染色體缺失的雜種細(xì)胞。然后，通過檢測(cè)缺失雜種細(xì)胞內(nèi)基因產(chǎn)物的存在與否進(jìn)而對(duì)許多基因進(jìn)行區(qū)域定位。1986年，復(fù)旦大學(xué)遺傳研究所利用該法，將編碼乙醇脫氫酶基因首先定位在染色體的相應(yīng)位置上。

2 原位雜交定位

原位雜交定位是分子水平和染色體水平相結(jié)合的基因定位方法。將待定位基因的特定DNA序列、該基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA分子或RNA分子經(jīng)反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的cDNA作為探針，在標(biāo)記放射性同位素或非放射性的化學(xué)物質(zhì)后，與變性的染色體DNA分子雜交，該探針就會(huì)同染色體DNA中與其互補(bǔ)的核苷酸序列結(jié)合成為雙鏈。

通過放射自顯影技術(shù)或顯色技術(shù)，可顯示標(biāo)記過的探針在染色體上的相應(yīng)位置，從而達(dá)到基因定位的目的。

3 輻射雜種細(xì)胞基因定位

這是雜種細(xì)胞基因定位法的發(fā)展，其基本原理是：人-鼠雜種細(xì)胞中的人染色體是經(jīng)射線處理后殘留下來的帶有著絲粒的染色體片段，不同的雜種細(xì)胞帶有人的不同染色體的不同長(zhǎng)度的片段。在進(jìn)行基因定位時(shí)，如果待測(cè)基因出現(xiàn)在殘留的某個(gè)長(zhǎng)片段上，而在比該長(zhǎng)片段更短一些的片段上卻消失不見了，就可把該基因定位在長(zhǎng)片段變成短片段時(shí)所丟失的那個(gè)區(qū)域內(nèi)，這樣的基因定位更為精細(xì)。為此，需要建立一系列含有不同長(zhǎng)度的人的各條染色體的雜種細(xì)胞。目前常用的方法是：先利用PCR技術(shù)來確定哪條染色體或哪條染色體片段的DNA中，含有待定位的基因，然后用電腦軟件分析數(shù)據(jù)，將待測(cè)基因定位在染色體的某一位置上。

4 克隆基因定位法

采用已克隆基因的cDNA探針與保留在雜種細(xì)胞內(nèi)的人染色體DNA按順序進(jìn)行分子雜交，以此來確定克隆基因所在的染色體。

例如，要定位人體白蛋白基因，需要應(yīng)用人體白蛋白基因cDNA作為探針，分別與經(jīng)過HindⅢ酶切后的人體細(xì)胞和中國(guó)倉鼠卵巢細(xì)胞(CHO)雜交。雜交后的人體細(xì)胞DNA顯示6.8 kb帶型，CHO細(xì)胞的DNA顯示3.5 kb帶型。進(jìn)一步在含有人體4號(hào)染色體的人-CHO雜種細(xì)胞中，用HindⅢ酶切后，再與白蛋白基因的cDNA探針雜交，如果出現(xiàn)6.8 kb和3.5 kb帶型者，為陽性雜種細(xì)胞；而不含有人體第4號(hào)染色體的雜種細(xì)胞中只顯示3.5 kb帶型，為陰性細(xì)胞。由于人體白蛋白基因的cDNA探針的特異性，HindⅢ雜交帶只出現(xiàn)在含有人體4號(hào)染色體的雜種細(xì)胞中，所以將此基因定位在4號(hào)染色體上。