Агроөнеркәсіп кешені дамуындағы днқ технологиялар

Генетикалық маркерлер тұқым қуалайтын аурулар мен олардың генетикалық салдарынының (мысалы, ақуыздың ақауына алып келіп соғатын геннің белгілі бір мутациясы) арасындағы байланысты зерттеу үшін қоданылады. Хромосомада бір-біріне жақын орналасқан ДНҚ бөліктері көп жағдайда келесі ұрпаққа өзгеріссіз беріледі (яғни, жақын орналасқан ДНҚ бөліктері арасында рекомбинация мөлшері өте төмен). Дәл осы қасиет/құбылыс генетикалық маркердің қолдану аймағын кеңейтеді. Атап айтқанда, генетикалық маркерлер белгілі бір гендердің тұқым қуалау қасиетін анықтау үшін қолданылады.

Иммунологиялық және биохимиялық маркерлердің пайда болуымен популяциялық генетиканы зерттеуде нағыз ілгері қадам жасалды. Кезінде асылдандыру жұмысында шығу тегін бақылауға арналған иммунологиялық әдістер, популяциялардағы асылдандыру ресурстары мен генетикалық үрдістерді зерттеу, малдардың асыл тұқымдық ерекшеліктерін бағалау тәжірибе түрінде кең қолданған болатын. Көптеген сұрақтар қан тобы, плазма ақуыздары, эритроциттер ферменттері бойынша тестілеу жолымен шешілуі мүмкін.

Генотип бойынша селекциялаудың бір жолы маркерлер жөніндегі селекцияға негізделеді. Мұндай генотиптеуді жаңа туған малдан биологиялық үлгіні алу арқылы оңай жүзеге асыруға болады. Мал популяциясының жағдайын жалпы бағалау болып тұқым ішіндегі генетикалық айырмашылық табылады. Тұқымдар арасындағы генетикалық айырмашылықтардың өзгеруін бастапқы кезде қан тобы бойынша тесттерді пайдалану арқылы жүргізген. Бұл әдіс соңғы 20 жыл ішінде ауыл шаруашылық малдарының популяцияларының құрылымын зерттеуге өзіндік құндылығын енгізді.

Дегенмен, ақуыздық полиморфизм негізінде алынған маркерлердің кемшіліктері де жоқ емес. Ақуыздардың сараптамасы ДНҚ-ң ақуыздық-кодтаушы бірізділіктеріндегі өзгерістерді ғана және тек экспрессирлеуші гендерде ғана тестілеуге мүмкіндік береді. Егер ауыл шаруашылық малдарының геномындағы маңызды бөлікті қайталанылатын бірізділіктер құрайтынын есепке алсақ, онда ақуыздық полиморфизм сараптамасы кезінде зерттеуге геномның 90% қатыспайтыны белгілі болды.

Әртүрлі индивидуумдардың ДНҚ-ң бірізділіктерінің айырмашылығы негізінде жүргізілген ДНҚ полиморфизмін бағалау туыс емес әр екі индивидуум бір-бірінен үш миллион жұп нуклеотидпен ажыратылады. Екі геннің арасындағы айырмашылық белгілі бір аймақта орналаспай, барлық геном бойынша таралған, негізінен олар геннің кодталмаған аймақтарында шоғырланған.

ДНҚ-ң динуклеотидтік және тетрануклеотидтік қайталануының полиморфизмі бірлікті жасушаларда, мысалы, жеке спермияларда, талдануы мүмкін. ДНҚ-ны тестілеу кез-келген уақытта жиналған өте кішкентай биологиялық үлгілерді (қан, ұрық, шаш) қолдану арқылы орындалуы мүмкін. Сараптама үшін жеткілікті амплификат мөлшерін алу үшін «кеңейтілген амплификация алдындағы» геномды қабылдауды пайдаланады және екі кезеңде полимеразды тізбекті реакциясын жүргізеді. ПТР көмегімен бірлікті спермотозоидтарды генотиптеу ] ДНҚ-ң полиморфтық нұсқаларының арасындағы генетикалық рекомбинация жиілігін өлшеуге мүмкіндік береді. Осылайша есептеліп алынған генетикалық рекомбинация жиілігінің мағынасы тұқымдастық сараптамасы кезінде алынған мәліметтерге сәйкес келеді. Геномның микросателлитті локустары бойынша бірлікті сперматозоидтарды типтеу, сараптама үшін ұрғашы малдар аз болғанда, малдардың туыстық топтарының полиморфизм деңгейін бағалау кезінде пайдалы болып табылады.

Микросателлитті локустардың қан тобы бойынша шартты типтеуді алмастыра алатын келешегі бар. Олар жоғары ақпаратталған және қолдану мен стандарттау үшін қарапайым болып келеді. Мультиплексті ПТР және лазерлі флуоресценцияны қолдану арқылы полиморфизмді автоматты анықтау – бұл туыстықты шығарудың жаңа жолы. Микросателлитті локустардың тиімділігі өте жоғары және шығу-тегін анықтау үшін оның маңызды мүддесі бар. Алынған нәтижелер басқа гипервариабельді локустарды зерттеуге және оларды қолдану үшін жаңа нұсқаларды іздеуге ынталандыра алады.

Жылқылардың шығу тегін бақылау үшін Applied Biosystems фирмасы құрамында геном бойынша бірдей орналасқан, жоғары полиморфты және ПТР-ды қолдану арқылы ДНҚ үлгілері бойынша бірегейлендіріле алатын 17 микросателлитті локусы бар StockMarks Kit жиынтығын ұсынады. Бұл технологияның қан антигендерінің дәстүрлі тесттерінің қасында өзінің RELF сараптамаларымен және басқа да әдістерімен біраз артықшылығы бар. Микросателлитті локус жоғары гетерозиготтылығының және қайталану мүмкіндігінің арқасында таңдалынады. 17 микросателлитті локустарды зерттеу арқылы туыстықты анықтау кезіндегі микросателлитті сараптаманың дәлдігі 99,999%-ке жетеді. ПТР-ға негізделген әдіс пайдалануға жеңіл, себебі ондағы пайдаланылатын мультиплексті реакциялар әртүрлі үлгілерде жасалуы мүмкін, жеңіл стандартталынады және автоматтандырылған. StockMarks Kit – ата-аналарын идентификациялау үшін дәл ұрпақтық сараптама жасауға арналған жиынтық. Үлгіні дайындауды, жоғары көлемді зерттеулерге арналған мәліметтерді электронды түрде жинауды қамтамасыз ететін ПТР және генотиптеу жүйесімен жұмыс істеуге арналады.

Соңғы жылдары генетикалық полиморфизмді зерттеу фундаментальды генетиканың да, қолданбалы зерттеудің де анағұрлым маңызды және жемісті бағытына айналды. Осы саладағы бірқатар құрастырулар ауыл шаруашылық малдарының селекциясының тиімділігін жоғарылату үшін қолданылуда.

Әлемдегі асылдандырудың даму тенденциясын талдау жақын болашақта асылдандыруға деген анағұрлым бағалы үлесті молекулярлық-генетикалық маркерлерді кең қолдану, яғни сигналдық белгі ретінде ДНҚ-маркерлерін қолдану енгізеді деген қорытынды жасауға болады.
Соңғы уақытта, көптеген шетелдік зертханалардың бірлескен жұмысының және геномдарды карталауға қатысты жобаларды қаржыландырудың арқасында ауыл шаруашылық малдарын асылдандыруда микросателлитті маркерлерді қолдану әдісі құрастырылды. Жақын арада жасалған зерттеулер, микросателлиттердің ұзындығы бойынша айырмашылықтар фенотиптік әсерге, ағзаның физиологиясы мен даму деңгейіне әсер ететінін көрсетті.