О понятиях ДНК-генеалогии и популяционный генетики (продолжение)

Несколько месяцев тому назад я писал в этом блоге о некоторых основных понятий ДНК-генеалогии и популяционной генетике (нужно помнить о том, что хотя множество терминов ДНК-генеалогии и перекрывается в основной своей части множеством терминов ДНК-генеалогии, все же отношения между двумя типами терминов далеки от строгой семантической эквивалентности, или говоря языком математической логики, от конгруэнции).

К моему удивлению, несмотря на огромные объемы написанного на тему разъяснительного и пояснительного материала, споры и непонимание  продолжают сопровождать даже столь краеугольные понятия, как гаплотип.
Обиднее всего, что объеме или экстенсионале этого ключевого понятия,  продолжают путаться не только новички, но и маститые корифеи ДНК-генеалогии, многие из которых пришли в ДНК-генеалогию задолго до меня.
Например, один из уважаемых мною деятелей пишет:

Гаплотип все-таки характеризует гаплоидные наборы аллелей, т.е. только Y-хромосому, и мтДНК. Аутосомные наборы являются парными, т.е. диплоидными. Термин «диплотип» я не встречал. Скорее, для аутосом уместен термин «диплоидный набор аллелей». Здесь нет разницы, какие аллели рассматриваются: STR-повторы или однонуклеотидные аллели. В отношении гаплотипов я придерживаюсь мнения, что в широком смысле под гаплотипом надо понимать всю совокупность аллелей Y-хромосомы или мтДНК каждого отдельного лица. У каждого человека — свой гаплотип и свой диплоидный набор. Просто из-за сложностей и ограничений в определении всей цепочки, например, Y-хромосомы мы видим только очень маленькую часть всего гаплотипа.

Написанное выше не является точным определением понятия гаплотип.

Как известно из энциклопедии, гаплотип (сокр. от «гаплоидный генотип») совокупность аллелей на локусах одной хромосомы, обычно наследуемых вместе. Если же при кроссинговере комбинация аллелей меняется (что происходит очень редко), говорят о возникновении нового рекомбинантного гаплотипа.  Применение этого термина для описания совокупности аллелей на Y-хромосомы и совокупности аллелей в митохондриальном геноме совершено мотивированно хотя бы уже в силу того, что аллели на локусах нерекомбинантной части Y-хромосомы  и митохондриона наследуются в  гаплоидной форме, то есть только от одного родителя. В то время как генотип определенных (prima facie аутосомных генов) диплоидной особи состоит из двух гаплотипов, расположенных на двух хромосомах, полученных от матери и отца соответственно.

Полагаю, что вышеприведенная информация не нуждается в пояснении, хотя бы уже в силу своей интуитивной ясности и общеизвестности. Гораздо важнее то, что я напишу сейчас. На самом деле, приведенный выше термин «диплоидный набор аллелей» — не совсем удачен, так как вызывает у новичка ложные ассоциации.  С другой стороны, термин-сокращение диплотип ( сокр. от диплоидный генотип) практически не прижился  не только в русскоязычной, но и в англоязычной терминологии. Это подтверждает анализ литературы в Google Books Ngram Viewer.

Untitled 

Вместе с тем не стоит путать понятия «диплоидный генотип (набор аллелей)» с понятием  «генотипом» в собственном смысле этого слова. Ибо диплотип определяется как пара гаплотипов (разумеется, у диплоидного организма каковым и является человек) с известной фазой, в то время как в генотипе фаза неизвестна.


Здесь мы должны вспомнить о понятии фазы в генетике, и о процессе фазирования, о котором я уже неоднократно упоминал в своем блоге.
Вопреки распространенному ложному мнению, фазирование это отнюдь не абстрактно-отвлеченное, лишенное практического биологического смысла, упражнение в математической эквилибристике. Напротив, задача фазирования (или если хотите, установление фазы) генотипа крайне проста — определить какой гаплотип был унаследован от отца, а какой от матери, ибо и мужская гамета-сперматозоид, и женская гамета-яйцеклетка несут гаплоидный набор аллелей или гаплотип. И только при оплодотворении (образовании зиготы) слияние двух гаплотипов образует диплоидный генотип/диплотип (в случае с неполовыми хромосомами).

Разумеется, сразу же встает вопрос, а как практически использовать эти новые знание для определения своего диплотипа на примере данных 23andme, то есть как определить какая часть досталась в виде аутосомного гаплотипа от отца, а какая — от матери.

При ответе на ответ вопрос будет полезно рассмотреть следующие ложное суждение, принадлежащего на этот раз новичку.

«совокупность снипов с 23эндМи» является гаплотипом. Однако это SNP-гаплотип, а не STR-гаплотип. Ценность второго в том, что он имеет большую информационную насыщенность для анализа на более коротких генеалогических дистанциях.

 

Это абсолютно неверное предположение (если только автор не имеет ввиду исключительно Y хромосомные SNP-ы). Если речь идет о всех снипах 23andme, то с автором нельзя согласиться.  Дело в том, что процедура типирования снипов в чипсетах построена таким образом, что по получаемым в виде «совокупности снипов» данным невозможно сказать, какой именно из аллельных вариантов входит в состав материнского, а какой отцовского гаплотипа.  Об этом я уже писал несколько раз в блоге, поэтому не буду повторяться еще раз.  Именно по этой причине, без возможности определить фазу генотипа, нельзя утверждать о том, что данные «совокупности снипов» (выдаваемые клиенту в виде RawData, т.е перечня снипов с аллельными вариантами клиента) представляют собой диплотип. А поскольку диплотип есть пару гаплотипов с известной фазой, то тем паче «совокупность аллелей»от 23andme не может быть гаплотипом

Итак, из сказанного постулируется очевидный вывод о том, что приведенные выше цитаты с умозаключениями как чайника, так и корифея представляются неточными.

Хотя, конечно же, причина сей весьма досадной терминологическая оказии совершенно очевидна.
Терминология ДНК-генеалогия (по крайней мере в том виде, в котором она получила свое развитие в русскоязычных около-научных кругах) существенна упрощена в сравнении с генетикой, и самый термин гаплотип используется в ней только  in sensu strictissimo (в самом узком смысле), применительно только к так называемым Y (хромосомным )-STR гаплотипам. Именно этот тип гаплотип обычно и подразумевают ДНК-генеалоги, говоря о гаплотипе в своем узком кругу.  Но нужно помнить что семантическое поле понятия гораздо шире, и охватывает в себя различные классы референциального употребления. Так, в зависимости от контекста, это понятие  может обозначать не только Y-STR, но и многое другое — от аутосомных STR и митохондриального гаплотипа до целых хромосом и даже генома. Бывают и совсем уникальные варианты применения термина гаплотип, когда он описывают гетерогенную систему генетических маркеров, одна часть которых была определена классическим серологическим способом, а другая — новейшими методами ДНК-диагностирования (наилучший пример таких систем —  HLA гаплотип):

Гены HLA находятся на 6-й хромосоме . Совокупность генов HLA, лежащих на одной хромосоме, называют гаплотипом HLA а на обеих хромосомах — генотипом HLA .

Поскольку наследование гаплотипов HLA подчиняется законам Менделя, вероятность совпадения генотипов HLA у братьев и сестер составляет 25%. Однако следует учитывать, чтокроссинговер (обмен гомологичных хромосом участками во время мейоза) с однопроцентной вероятностью приводит к образованию нового гаплотипа HLA.

Отдельный кластер генов MHC обозначается как «гаплотип» и обычно наследуется весь целиком как отдельный менделевский признак; гены, входящие в его состав, выявляются при кроссинговере. Гены HLA наследуются кодоминантно и передаются потомству двумя блоками — по одному от каждого родителя ( рис. 17.1 ). Такой блок носит название гаплотипа HLA. Частота рекомбинаций внутри гаплотипа HLA составляет около 1%, в материнской хромосоме она несколько выше. Ребенок наследует по два аллеля каждого гена HLA: один из материнского гаплотипа, другой — из отцовского. Если удается выявить лишь одну аллельную форму какого-нибудь антигена HLA, это означает, что носитель гомозиготен по данному аллелю или в типирующем наборе нет сыворотки для определения другой аллельной формы антигена. Гаплотип HLA можно установить лишь при анализе наследования генов HLA в семье.

Advertisements

Добавить комментарий

Please log in using one of these methods to post your comment:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s