Картирование генома и обратная генетика. Буторина А.К - 42 стр.

                                  42
стические тесты. Появилась фармакогеномика – наука, являющаяся одно-
временно основой преодоления лекарственной резистентности и основой
индивидуальной фармакотерапии. Наконец, геномика положила начало
получению трансгенных животных и растений медицинского назначения.

                  2.2. Ортологичные и паралогичные гены

      Сравнение геномов организмов разных видов (про- и эукариот) пока-
зало, что существует фундаментальный набор генов, общий для всех орга-
низмов, белковые продукты которых легко распознаются у всех них. Это
подтверждает гипотезу об общем предшественнике для всех организмов.
Такие гены получили название ортологичные гены (или ортологи). Гены –
ортологи произошли от одного гена в общем предковом организме и со-
хранили одну и ту же функцию в процессе эволюции. Они кодируют
строение ключевых макромолекул клетки, участвующих в процессах реп-
ликации, транскрипции, трансляции и репарации генетического материала.
Очевидно, что такие основополагающие механизмы биологической орга-
низации, сложившиеся миллионы лет назад, уже не могут быть изменены в
настоящее время так же, как не могут быть изменены генетический код,
строение рибосом, нуклеосом и многие другие системы многоуровневой
биологической организации. Поэтому мутации ортологов, как правило, ле-
тальны.
      Таким образом, ортологи – это гомологичные гены в геномах разных
организмов, которые произошли от одного гена в общем предковом орга-
низме и сохранили одну и ту же функцию в процессе эволюции. Не подвер-
гаются изменениям в настоящее время и регуляторные элементы, контро-
лирующие ключевые этапы онтогенеза высших растений и животных. Ти-
пичный пример ортологичных генов – гистоновые гены, кодирующие бел-
ки гистоны (H1, H2A, H2B и H3), участвующие в образовании нуклеосом
при первом уровне компактизации ДНК в составе хромосом. Существова-
ние ортологичных генов позволяет приписывать базовые биохимические
функции последовательностям одного организма на основании их гомоло-
гии с последовательностями другого (позиционное клонирование). Особен-
но часто такой подход используют для “приписывания” функций генам,
вовлеченным в возникновение наследственных заболеваний человека. Так,
структура клонированных и секвенированных генов человека MSH2 и
MLH1, ответственных за наследственную предрасположенность к неполи-
позному раку толстой кишки, оказалась гомологичной дрожжевым и бак-
териальным генам, вовлеченным в репарацию.
      В отличие от ортологов паралогичные гены, или паралоги, возникают
путем внутригеномных дупликаций и могут эволюционировать с приобре-
тением новых функций. Паралогичные гены обеспечивают видам адапта-
цию к меняющимся условиям окружающей среды.
      Идентификация ортологов и паралогов очень важна для функцио-
нальных выводов на базе сравнения геномов.