ГИБРИДОЛОГИ́ЧЕСКИЙ АНА́ЛИЗ

ГИБРИДОЛОГИ́ЧЕСКИЙ АНА́ЛИЗ, изу­че­ние на­сле­до­ва­ния при­зна­ков в ря­ду по­ко­ле­ний обыч­но с це­лью ус­та­нов­ле­ния ге­но­ти­пов осо­бей, ли­ний на ос­но­ве гиб­ри­ди­за­ции и её ре­зуль­та­тов; со­став­ная часть ге­не­ти­че­ско­го ана­ли­за. Ос­но­во­по­лож­ни­ком Г. а. яв­ля­ет­ся Г. Мен­дель (1866), раз­ра­бо­тав­ший его гл. ин­ст­ру­мент – гиб­ри­до­ло­гич. ме­тод. Г. а. под­ра­зу­ме­ва­ет под­бор ис­ход­но­го ма­те­риа­ла, оп­ре­де­лён­ную схе­му скре­щи­ва­ний и ко­ли­че­ст­вен­ный учёт всех по­том­ков этих скре­щи­ва­ний. У ди­п­ло­ид­ных (или по­ли­пло­ид­ных) ор­га­низ­мов ис­ход­ные ро­ди­тель­ские фор­мы пер­во­го скре­щи­ва­ния долж­ны ха­рак­те­ри­зо­вать­ся го­мо­зи­гот­но­стью по раз­ным ал­ле­лям ге­нов, кон­тро­ли­рую­щих изу­чае­мые при­зна­ки. Это оп­ре­де­ля­ет­ся по кон­стант­но­сти на­сле­до­ва­ния ва­ри­ан­тов отд. при­зна­ков в ря­ду не­сколь­ких по­сле­до­ва­тель­ных скре­щи­ва­ний в ка­ж­дой из ро­ди­тель­ских форм. Гиб­ри­ди­за­ци­ей раз­ных ро­ди­тель­ских форм (Р) по­лу­ча­ют гиб­ри­ды 1-го по­ко­ле­ния (F₁) и оце­ни­ва­ют их фе­но­тип, оп­ре­де­ляя ха­рак­тер взаи­мо­дей­ст­вия ва­ри­ан­тов при­зна­ков у гиб­ри­дов (до­ми­ни­ро­ва­ние, ко­до­ми­ни­ро­ва­ние, ме­жал­лель­ная ком­пле­мен­та­ция, про­ме­жу­точ­ное про­яв­ле­ние). Ре­зуль­та­ты ре­ци­прок­ных скре­щи­ва­ний ро­ди­тель­ских форм ука­зы­ва­ют на тип на­сле­до­ва­ния при­зна­ков – ци­то­плаз­ма­ти­че­ское, ау­то­сом­ное, сце­п­лен­ное с по­лом. Сле­дую­щий этап Г. а. – по­лу­че­ние гиб­ри­дов 2-го по­ко­ле­ния (F₂) скре­щи­ва­ни­ем ме­ж­ду со­бой осо­бей F₁ или са­мо­оп­ло­до­тво­ре­ни­ем осо­бей F₁ и ко­ли­че­ст­вен­ный учёт рас­ще­п­ле­ния по фе­но­ти­пу сре­ди всех по­том­ков. Бла­го­да­ря это­му уда­ёт­ся оп­ре­де­лить ге­но­тип F₁ – их ге­те­ро­зи­гот­ность, вы­явить отд. ге­ны, кон­тро­ли­рую­щие раз­ви­тие изу­чае­мых при­зна­ков, их ко­ли­че­ст­во (мо­но­ген­ность, по­ли­ген­ность) и ха­рак­тер взаи­мо­дей­ст­вия. Кро­ме то­го, ана­лиз F₂ при по­ли­ген­ном на­сле­до­ва­нии по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить вза­им­ную ло­ка­ли­за­цию вы­яв­лен­ных ге­нов – в од­ной или раз­ных груп­пах сце­п­ле­ния. В слу­чае вы­яв­ле­ния сце­п­ле­ния ге­нов оп­ре­де­ля­ют ге­не­тич. рас­стоя­ние ме­ж­ду ни­ми (пу­тём учё­та час­то­ты ре­ком­би­на­ции ме­ж­ду ни­ми) и стро­ят ге­не­ти­че­ские кар­ты хро­мо­сом (кар­ты групп сце­п­ле­ния). Бо­лее ин­фор­ма­тив­но в этом от­но­ше­нии скре­щи­ва­ние осо­бей F₁ с ре­цес­сив­ной по всем при­зна­кам фор­мой (ана­ли­зи­рую­щее скре­щи­ва­ние). С по­мо­щью та­ко­го скре­щи­ва­ния на ос­но­ва­нии рас­ще­п­ле­ния по фе­но­ти­пу оп­ре­де­ля­ют со­от­но­ше­ние ти­пов га­мет у гиб­ри­дов F₁, а в даль­ней­шем оп­ре­де­ля­ют и ге­но­ти­пы всех осо­бей F₂. У са­мо­оп­ло­до­тво­ряю­щих­ся ор­га­низ­мов с этой це­лью мож­но ис­поль­зо­вать по­лу­че­ние гиб­ри­дов 3-го по­ко­ле­ния (F₃) – ре­зуль­тат са­мо­оп­ло­до­тво­ре­ния (са­мо­опы­ле­ния) осо­бей F₂. Ва­ри­ант Г. а. – ге­ном­ный ана­лиз, по ре­зуль­та­там ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ют ко­ли­че­ст­во раз­ных ге­но­мов у гиб­ри­дов и сте­пень их го­мо­ло­гич­но­сти. Он ос­но­ван на ана­ли­зе ка­рио­ти­па и осо­бен­но­стей конъ­ю­га­ции хро­мо­сом в мей­о­зе у F₁, по­лу­чен­ных от меж­ви­до­вых скре­щи­ва­ний.

У че­ло­ве­ка ана­ло­гом Г. а. яв­ля­ет­ся ге­неа­ло­ги­че­ский ме­тод. У мик­ро­ор­га­низ­мов с вы­ра­жен­ной га­п­ло­ид­ной фа­зой жиз­нен­но­го цик­ла гиб­ри­ды F₁ ди­п­ло­ид­ны, и рас­ще­п­ле­ние вы­яв­ля­ют уже у их га­п­ло­ид­ных по­том­ков, об­ра­зо­вав­ших­ся в хо­де мей­о­за, что су­ще­ст­вен­но уп­ро­ща­ет ана­лиз. В ря­де слу­ча­ев (сум­ча­тые гри­бы, во­до­рос­ли) та­кие по­том­ки (га­ме­ты) со­хра­ня­ют­ся не­ко­то­рое вре­мя вме­сте, что по­зво­ля­ет, изо­ли­руя их, про­во­дить ана­лиз со­бы­тий ка­ж­до­го отд. мейо­за (тет­рад­ный ана­лиз). У гри­бов Г. а. про­во­дят так­же с ис­поль­зо­ва­ни­ем па­ра­сек­су­аль­но­го цик­ла, ко­гда сли­ва­ют­ся га­п­ло­ид­ные ве­ге­та­тив­ные клет­ки (ги­фы) с об­ра­зо­ва­ни­ем ге­те­ро­ка­рио­нов, по­сле­дую­щим слия­ни­ем ядер и даль­ней­шей ми­то­ти­че­ской ре­ком­би­на­ции и га­п­лои­ди­за­ции. Г. а. про­во­дят и на уров­не со­ма­тич. кле­ток мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов, по­сколь­ку воз­мож­но их кон­тро­ли­руе­мое слия­ние. Его осо­бен­но­стью яв­ля­ет­ся то, что гиб­рид­ные клет­ки со­держат уд­во­ен­ные ро­ди­тель­ские на­бо­ры хро­мо­сом, а по­том­ки гиб­ри­дов об­ра­зу­ют­ся в хо­де ми­то­за. Как пра­ви­ло, это при­во­дит к от­сут­ст­вию рас­ще­п­ле­ния сре­ди до­чер­них кле­ток гиб­ри­да, но по­зво­ля­ет ана­ли­зи­ро­вать ха­рак­тер дей­ст­вия и взаи­мо­дей­ст­вия ал­ле­лей од­но­го или раз­ных ге­нов. Та­ким ме­то­дом ис­сле­ду­ют ге­не­тич. кон­троль кле­точ­но­го цик­ла, по­ли­ген­ных бо­лез­ней и ге­не­тич. про­бле­мы опу­хо­ле­об­ра­зо­ва­ния. При этом воз­мож­но ис­поль­зо­ва­ние эле­мен­тов па­ра­сек­су­аль­но­го цик­ла. У меж­ви­до­вых кле­точ­ных гиб­ри­дов в хо­де де­ле­ния ут­ра­чи­ва­ют­ся отд. хро­мо­со­мы, что мож­но ис­поль­зо­вать для оп­ре­де­ле­ния групп сце­п­ле­ния ге­нов. У бак­те­рий Г. а. ос­но­ван на ис­поль­зо­ва­нии конъ­ю­га­ции, транс­фор­ма­ции и транс­дук­ции (см. Гиб­ри­ди­за­ция), в ре­зуль­та­те ко­то­рых об­ра­зу­ют­ся ме­ро­зи­го­ты, объ­е­ди­няю­щие пол­ный ге­ном од­но­го ро­ди­те­ля (ре­ци­пи­ен­та) с ча­стью ге­но­ма др. ро­ди­те­ля (до­но­ра). В совр. ге­не­ти­ке ис­поль­зо­ва­ние ме­ро­зи­гот по­лу­чи­ло рас­про­стра­не­ние и в Г. а. эу­ка­ри­от, вклю­чая жи­вот­ных, рас­те­ния и со­ма­тич. клет­ки че­ло­ве­ка. При этом для пе­ре­но­са отд. ге­нов в ме­ро­зи­го­ты ис­поль­зу­ют тех­ни­ку ре­ком­би­нант­ной ДНК, вклю­чая ис­сле­дуе­мые ге­ны в век­тор­ные мо­ле­ку­лы ДНК – ви­ру­сы, плаз­ми­ды (см. Ге­не­ти­че­ская ин­же­не­рия, Био­тех­но­ло­гия), ко­то­рые пу­тём транс­фор­ма­ции или транс­фек­ции вво­дят в клет­ки-ре­ци­пи­ен­ты. Этот под­ход пред­став­ля­ет со­бой уп­ро­щён­ный ва­ри­ант Г. а., по­сколь­ку он по­зво­ля­ет ис­сле­до­вать взаи­мо­дей­ст­вие и рас­ще­п­ле­ние толь­ко тех ге­нов, ко­то­рые ин­те­ре­су­ют ис­сле­до­ва­те­ля.

Ис­поль­зо­ва­ние разл. ва­ри­ан­тов Г. а. при­ве­ло к до­ка­за­тель­ст­ву уни­вер­саль­но­сти осн. за­ко­но­мер­но­стей на­сле­до­ва­ния и вы­яв­ле­нию уни­вер­саль­ных свойств ге­не­тич. ма­те­риа­ла. Г. а. су­ще­ст­вен­но рас­ши­рил и уг­лу­бил пред­став­ле­ния о ро­ли на­след­ст­вен­ной из­мен­чи­во­сти в про­цес­се эво­лю­ции и сте­пе­ни род­ст­ва разл. групп ор­га­низ­мов. Его ши­ро­ко ис­поль­зу­ют при соз­да­нии транс­ген­ных ор­га­низ­мов, обыч­ных вы­со­ко­про­дук­тив­ных сор­тов рас­те­ний и по­род жи­вот­ных и для их оцен­ки по ге­но­ти­пу.