유전질환 이야기
유전질환 ; 인류 유전체의 분석
작성자 닥터코리아 조회수 11051
【 인류 유전체의 분석 】
〔 연관 지도와 유전인자 연관의 이론 〕
cM(centimorgan)으로 표시되는 유전인자 간 거리는 두 좌위 사이의 교차 가능성의 척도이다. 감수 분열 과정 중 두 좌위 사이의 교차 가능성의 척도이다. 감수 분열 과정 중 두 좌위 사이의 교차 가능성이 1%라면 두 좌위 사이의 거리는 1cM이 된다.
남성에서는 감수 분열 과정 중 세포 당 평균 30-35개의 교차가 관찰되고, 여성은 이의 약 2배가 된다. 이러한 교차의 빈도는 염색체의 전 길이에 걸쳐 균등하게 발생되지 않는다.
연관 분석의 필수적 요건은 DNA 표지가 이용 가능하여야 한다.
제한 효소 절편 길이 다형현상 (RFLP, restriction fragment length polymorphism)은 DNA 염기 서열의 다형 현상으로 멘델 유전 법칙을 따라 유전된다. 제한 효소 처리와 Southern blotting에 의하여 이런 다형 현상을 동정할 수 있으며, 유전적 표지로 이용할 수 있게 되었다.
어떤 제한 효소의 인지 서열 중 하나의 염기에 차이가 있거나 DNA 길이에 차이가 있으면, 제한 효소 처리에 의해 생성되는 DNA 절편의 크기에 차이가 생길 것이다.
RFLP의 일종으로 VNTR(variable number of tandem repeat) 부위는 특히 많은 정보를 제공할 수 있다. 이는 염기 서열이 직렬로 여러 번 반복되는데, 염색체에 따라 그 반복 횟수가 달라서 DNA의 길이에 변이가 있는 부위이다. 따라서 길이가 서로 다른 DNA 절편들이 VNTR 부위에 존재하는 여러 개의 대립인자라고 생각할 수도 있다. VNTR의 반복 단위는 수십 내지 수백 염기가 될 수도 있는데, 이런 차이는 부정 교차에 의하여 발생된다.
다형적 DNA 표지의 다른 형태로 염기 1개, 2개, 3개 및 4개가 반복되는 short tandem repeats(STRs)가 있다. 이런 변이는 DNA 복제 과정 중 DNA 중합 효소의 미끄러짐(slippage)에 의하여 반복 단위의 수가 증가 또는 감소하게 된다. STRs는 매우 다형적이며 쉽게 분석할 수 있고, 유전체에 널리 분포하고 있다.
유전인자 지도 작성이든 혹은 임상적 진단을 위해서는 연관 분석의 필수적 요건은 어떤 사람이 관심 있는 표지 좌위에 대해 서로 다른 2개의 대립인자를 가지고 있어서 2개의 염색체를 각각 구분할 수 있어야 한다는 것이다.
〔 결실 지도 작성법 deletion mapping 〕
염색체 이상이 있는 환자나 사람의 염색체 일부를 포함하고 있는 것으로 알려진 사람-설치류 교잡 체세포의 DNA 내에 특정 부위 혹은 좌위가 존재하는지 여부에 근거한 것이다.
결실 지도 작성법은 특히 X 염색체의 지도 작성에 유용한데, 이는 X 염색체 이상이 많이 알려져 있기 때문이다.
남성에서의 X 염색체 결실은 보통 질병을 초래하게 되고, 체세포 교잡으로 정상 상동 염색체를 분리해내지 않더라도 결실된 부위를 알아낼 수 있다.
결실 지도 작성법은 표지 사이의 거리는 정확하게 알 수 없어도 여러 표지들의 상대적 순서를 결정하는 데는 유용한 방법이다.
〔 Long range restriction mapping 〕
고분자량 DNA를 제한 효소를 이용하여 100kb 내지 4Mb의 큰 단편으로 자르고, 이 단편들을 pulsed field gel electrophoresis(PFGE) 한 후 통상적인 Southern hybridization법으로 DNA 표지와 교잡시킨다.
2가지의 DNA 표식자가 같은 200kb 단편에 교잡된다면, 두 좌위간의 최대한의 거리는 200kb라고 결론지을 수 있다.
〔 YAC (yeast artificial chromosome) 클론 〕
물리적 지도 작성에 유용하게 이용될 수 있다.
YAC 클로닝 벡터는 50kb 내지 1-2Mb의 큰 유전체 DNA 절편을 클로닝하는데 이용될 수 있다.
이들 벡터는 yeast telomere와 동원체를 가지고 있는 클론은 숙주인 이스트 내에서 독립적인 염색체처럼 증식할 수 있다.
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유전인자 지도는 24개의 염색체(22개의 상염색체와 X 및 Y염색체)의 band에 해당하는 부위로 구분되어진다.유전인자 지도의 주요 내용은 유전적 표지들의 상대적 순서와 거리 및 특정 부위 내에서의 위치이다.
유전인자 지도 : 2가지
① 연관 지도(linkage map 혹은 genetic map) ; 유전적 재조합(genetic recombination)에 근거를 둔 간접적인 통계적 분석에 근거를 둔 것.
② 물리적 지도(physical map) ; 실험에 의해 DNA의 길이를 실제 측정한 것.
〔 연관 지도와 유전인자 연관의 이론 〕
cM(centimorgan)으로 표시되는 유전인자 간 거리는 두 좌위 사이의 교차 가능성의 척도이다. 감수 분열 과정 중 두 좌위 사이의 교차 가능성의 척도이다. 감수 분열 과정 중 두 좌위 사이의 교차 가능성이 1%라면 두 좌위 사이의 거리는 1cM이 된다.
남성에서는 감수 분열 과정 중 세포 당 평균 30-35개의 교차가 관찰되고, 여성은 이의 약 2배가 된다. 이러한 교차의 빈도는 염색체의 전 길이에 걸쳐 균등하게 발생되지 않는다.
연관 분석의 필수적 요건은 DNA 표지가 이용 가능하여야 한다.
제한 효소 절편 길이 다형현상 (RFLP, restriction fragment length polymorphism)은 DNA 염기 서열의 다형 현상으로 멘델 유전 법칙을 따라 유전된다. 제한 효소 처리와 Southern blotting에 의하여 이런 다형 현상을 동정할 수 있으며, 유전적 표지로 이용할 수 있게 되었다.
어떤 제한 효소의 인지 서열 중 하나의 염기에 차이가 있거나 DNA 길이에 차이가 있으면, 제한 효소 처리에 의해 생성되는 DNA 절편의 크기에 차이가 생길 것이다.
RFLP의 일종으로 VNTR(variable number of tandem repeat) 부위는 특히 많은 정보를 제공할 수 있다. 이는 염기 서열이 직렬로 여러 번 반복되는데, 염색체에 따라 그 반복 횟수가 달라서 DNA의 길이에 변이가 있는 부위이다. 따라서 길이가 서로 다른 DNA 절편들이 VNTR 부위에 존재하는 여러 개의 대립인자라고 생각할 수도 있다. VNTR의 반복 단위는 수십 내지 수백 염기가 될 수도 있는데, 이런 차이는 부정 교차에 의하여 발생된다.
다형적 DNA 표지의 다른 형태로 염기 1개, 2개, 3개 및 4개가 반복되는 short tandem repeats(STRs)가 있다. 이런 변이는 DNA 복제 과정 중 DNA 중합 효소의 미끄러짐(slippage)에 의하여 반복 단위의 수가 증가 또는 감소하게 된다. STRs는 매우 다형적이며 쉽게 분석할 수 있고, 유전체에 널리 분포하고 있다.
유전인자 지도 작성이든 혹은 임상적 진단을 위해서는 연관 분석의 필수적 요건은 어떤 사람이 관심 있는 표지 좌위에 대해 서로 다른 2개의 대립인자를 가지고 있어서 2개의 염색체를 각각 구분할 수 있어야 한다는 것이다.
〔 결실 지도 작성법 deletion mapping 〕
염색체 이상이 있는 환자나 사람의 염색체 일부를 포함하고 있는 것으로 알려진 사람-설치류 교잡 체세포의 DNA 내에 특정 부위 혹은 좌위가 존재하는지 여부에 근거한 것이다.
결실 지도 작성법은 특히 X 염색체의 지도 작성에 유용한데, 이는 X 염색체 이상이 많이 알려져 있기 때문이다.
남성에서의 X 염색체 결실은 보통 질병을 초래하게 되고, 체세포 교잡으로 정상 상동 염색체를 분리해내지 않더라도 결실된 부위를 알아낼 수 있다.
결실 지도 작성법은 표지 사이의 거리는 정확하게 알 수 없어도 여러 표지들의 상대적 순서를 결정하는 데는 유용한 방법이다.
〔 Long range restriction mapping 〕
고분자량 DNA를 제한 효소를 이용하여 100kb 내지 4Mb의 큰 단편으로 자르고, 이 단편들을 pulsed field gel electrophoresis(PFGE) 한 후 통상적인 Southern hybridization법으로 DNA 표지와 교잡시킨다.
2가지의 DNA 표식자가 같은 200kb 단편에 교잡된다면, 두 좌위간의 최대한의 거리는 200kb라고 결론지을 수 있다.
〔 YAC (yeast artificial chromosome) 클론 〕
물리적 지도 작성에 유용하게 이용될 수 있다.
YAC 클로닝 벡터는 50kb 내지 1-2Mb의 큰 유전체 DNA 절편을 클로닝하는데 이용될 수 있다.
이들 벡터는 yeast telomere와 동원체를 가지고 있는 클론은 숙주인 이스트 내에서 독립적인 염색체처럼 증식할 수 있다.
