CC BY
120
13. Васильева Л. Л. Методологический подход к генетико-селекционному анализу социального поведения животных / Л. Л. Васильева, И. А. Чепкасов // Генетика. - 1991. - Т.27. - №5. - С. 885-894.
14. Гладиков Ю. И. Беглый взгляд на звероводство в США / Ю. И. Гладиков // Кролиководство и звероводство. - 2010. - № 4. - С. 2-6.
15. Губко О. Т. Основи зоопсихологи: навчальний пос1бник / О. Т. Губко, С. I. Болт1вець. - К.: Свп-огляд, 2006. - 190 с.
16. Этология сельскохозяйственных животных / Пер. с чешек. Б. Н. Пакулева, E.H. Панов. - М.: Колос, 1977. - 304 с.
17. Жизнь животных. В 7 т. / В. Е. Соколов и др. - М.: Просвещение, 1989. -
558 с.
18. Ильина Е. Д. Основы генетики и селекции пушных зверей / Е. Д. Ильина, Г. А. Кузнецов. - М.: Колос, 1983. - 280 с.
19. Колосов A.M. Биология промыслово-охотничьих зверей СССР/ A. M. Колосов, Н. П. Лавров, С. П. Наумов. - М., 1979. - 416 с.
20. Корж О. П. Етолопя тварин: навчальний пос1бник / О. П. Корж. - Суми: Ушверситетська книга, 2011. - 236 с.
21. Плохинский Н. А. Руководство по биометрии для зоотехников / Н. А. Плохинский. - М.: Колос, 1969. - 256 с.
Стаття надшшла до редакци 4.05.2015
УДК 577.2.
Шемедюк Н. П., к. б. н., кафедра бютехнологп та радюлогп © E-mail: [email protected]
Лъегесъкий нацгоналънийушеерситет ветеринарног медицины та 6iomexHonoziü iM. С. 3. Гжицъкого
М1КРОСАТЕЛ1ТНА НЕСТАБ1ЛЬН1СТЬ
МжросателШи, або SSRs - це тандемм повторюват noenidoeuoemi ДНК розм1ром eid 1 до 6 пар основ, якг забезпечуютъ умкалъмстъ ДНК. SSRs можутъ знаходитисъ в zenoMi як серед некодуючих, так i кодуючих посл1довностей, еплиеаючи на процеси транскрипцп. Заедяки високт rneudKoemi мутуеання м1кросател1ти забезпечуютъ генетичну р^зноматттстъ zenoMie. Тому пол1морф1зм м1кросател1тних ДНК еикористоеуетъся як маркер для оц1нки генетичног ¡дентифтацп opzam3Mie. Пол1морф1зм SSRs еизначаетъея ix локал1зац1ею та ор1ентац1ею в геном\. Також м1кросател1ти ееажаютъея фенотипоеими маркерами diaznocmuKU чи прогнозуеання захеорюеанъ.
Ключовг слова: ДНК, MiKpocamenimHi ДНК маркери, молекулярно-генетичм методи, генетичне р\зноматття, геном, пол1морф1зм, нестабыъмстъ м1кросател1т1в.
УДК 577.2.
Шемедюк Н. П. к. б. н., кафедра биотехнологии и радиологии
Львовский национальныйуниверситет ветеринарной медицины и биотехнологий
им. С. 3. Гжицького
НЕСТАБИЛЬНОСТЬ МИКРОСАТЕЛИТОВ
Микросателлиты или SSRs - короткие тандемные (простые) повторы ДНК длиной 1-6 пар оснований, которые обуславливают уникалъностъДНК. SSRs могут располагаться в некодирующих и кодирующих последовательностях ДНК, оказывая влияние на процессы транскрипции. Из-за высокой скорости возникновения мутаций микросателлиты обуславливают генетическую
© Шемедюк Н. П., 2015
277
разнообразность геномов. Поэтому полиморфизм микросателлитных ДНК используется как маркер для оценки генетической идентификации организмов. Полиморфизм SSRs определяется их локализацией и ориентировкой в геноме. Также микросателлиты - фенотипические маркеры диагностики или прогнозирования болезни.
Ключевые слова: ДНК, микросателлитные ДНК маркеры, молекулярно-генетические методы, генетическая разнообразность, геном, полиморфизм, нестабильность микросателлитов.
UDC 577.2.
N. Shemediuk, k. b. s., department of Biotechnology and Radiology
Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S. Z. Gzhytskyj
MICROSATELLITE INSTABILITY
Tandemly repeated short sequence motifs ranging from 1-6 base pairs are called microsatellites. Microsatellites are a ubiquitous component of the genome of organisms. Mictosatellites can be presented in the genome everywhere, both in noncoding and coding sequences, affecting transcriptional activity. Polymorphism of mictosatellites can be identified by their morphological characteristics. Their high mutation rate provides the basis for the successful use of microsatellites as genetic markers. Relative saturation of genomes with any mictosatellite sequences is the result of influence of many factors, which all in all determine composite, structural features of genomic mictosatellite sequences. Microsatellites are considered phenotypic markers of prognosis, therapeutic response.
Key words: DNA, microsatellites DNA markers, molecular genetic studies, genetic diversity, genome, polymorphism, microsatellite instability.
На ДНК 99,9 % нуклеотидних послщовностей однаков1 у оргашзм1в одного виду. Отже, лише вщ 0,1 % послщовностей нуклеотид1в залежить наскшьки шдивщуальними е оргашзми одного виду.
Одшею i3 загальних властивостей бюлопчних систем е здатнють вщновлювати генетичний матер1ал i успадкування його майже незмшеним. Вщмшносп м1ж ДНК р1зних шдивщв i нав1ть одного виду пов'язана з тим, що за час еволюцп у геном1 накопичуеться багато випадкових змш. Одним з найважливших завдань молекулярно! бюлогп, генетики е вивчення орган1зац11 i м1нливост1 геном1в.
Еукарютичш та прокар1отичн1 орган1зми м1стять багаторазово повторюван1 KopoTKi посл1довност1 ДНК у геном1. Це сател1тна ДНК, яка до недавнього часу розлядалась як «смггтева ДНК», оск1льки не кодуе генетично11нформац11. У р1зних вид1в на частку сател1тно1 ДНК припадае в1д 0,3 % до 28 % вщ ycieï ядерно! ДНК. У сател1тнш ДНК вид1ляють м1кросател1ти (SSRs) - одиниця повторювано1 послщовносл - 1-6 нуклеотид1в. SSRs локал1зуються серед некодуючих та кодуючих дшянок ДНК. Загальна довжина кластера - кшька десятк1в нуклеотид1в. У кодуючш частин1 ген1в част1ше зустр1чаються тринуклеотидш повторюван1 посл1довност1. Ди-, тетра- i пентануклеотидш повторюван1 посл1довност1 р1дк1сн1 в цш частин1 геному, тому що збшьшення ïx числа обов'язково призведе до зсуву рамки зчитування. SSRs впливають на транскрипц1йну активн1сть, необхщш для збереження ц1л1сност1 структури ДНК. Безсумшвною е участь SSRs в рекомбшацшних процесах на ДНК, оскшьки сайти рекомб1нац1й часто бувають
278
локал1зованими на ïxhîx дшянках. Для SSRs доведено здатнють утворювати зв'язки з рекомбшацшними бшками, такими, наприклад, як RecA [2, 4-9, 13].
Утворення мшросателтв може вщбуватися двома шляхами. Одним з pecypciß еволюцп простих повторюваних послщовностей у еукарют е ро/у(Л)-треки [4-9]. Друга потенцшна можливють утворення м1кросател1тних послщовностей складаеться з реплшацшного подовження або вкорочення протомшросателтв, яю можуть утворюватися в геном1 за рахунок мутацшних подш. Таю SSRs повинш мати мш1мальну кшьюсть повторюваних послщовностей (3-5) для того, щоб було можливим змшити ïx довжину за рахунок утворення петель при транскрипцп. KpiM двох шлях1в утворення SSRs icHye ще можливють трансформацп одше! м1кросател1тно1 послщовносл в складову з двох послщовностей р1зних повторюваних mothbîb. Це може вщбутися за рахунок мутаци в одному з повтор îb i його тиражування за рахунок реплшацшних помилок [3, 13]. Щшьшсть розподшення SSRs в еукарютних геномах широко Bapiioe. Вщомо також, що на аутосомах щшьшсть мшросателтв значно вища, шж на Х-хромосом1 [4-9].
У зв'язку з тим, що м1кросател1ти побудоваш з повторюваних дшянок, вони з високою ймов1ршстю, вщносно шших дшянок ДНК, пщдаються нагромадженню помилок. Це призводить до порушення правила однаково1 довжини мшросателтв i е одшею з вид1в геномно! нестабшьносп -м1кросател1тно1 нестабшьносп (МСН), пол1морф1зму SSRs. Отже, за неспрацювання репарацшних мехашзм1в i закршлення помилки реплшацшними процесами у кттиш виникае явище пол1морф1зму SSRs. Слщ зазначити, що змша довжини мшросателтв не призводить до порушень транскрипцй' гешв, але е ознакою порушення репарацп ДНК. Це показник накопичення помилок у ДНК, що може призвести до активаци, наприклад, онкогешв чи шактивацп гешв-супресор1в. Прикладом порушення репарацшних мехашзм1в е мутац1я зародкових лшш гешв MSH2, MLH1, шактиващя яких порушуе продукщю вщповщних ядерних бшюв, вщповщальних за вщновлення комплементарное^ ниток ДНК пщ час реплшацп [10]. Встановлено, що бюлопчш особливосл росту пухлини, прогноз захворювання та ефект на проведену терашю лшарськими засобами, залежить вщ наявносп МСН [10].
Бшьшють м1кросател1тних мутацш пов'язаш з замшою нуклеотид1в, шсерщями або делещями деяких повторюваних послщовностей.
Завдяки мендел1вському типу успадкування, високому ступеню пол1морф1зму, вщомш локал1зацп в геном1 та можливосп комп'ютерного анал1зу, SSRs широко використовуються як у теоретичних дослщженнях, так i в прикладнш генетищ. М1кросател1ти можуть бути д1агностоваш та розподшеш за видом або штамом оргашзму. Вивчаеться ефектившсть використання пол1морф1зму м1кросател1тних ДНК як маркер1в для оцшки генетично! щентифшацп оргашзм1в; для вщбору цшних штам1в м1крооргашзм1в у виршенш актуальних питань харчово! промисловост1, сшьського господарства, медицини, одержанш бютехнолопчних продукпв.
На сьогодш немае бшьш шформативного способу щентифшацп оргашзм1в та досл1дження змш на ДНК, шж використання комплексу молекулярних метод1в, серед яких, наприклад, метод фшгерпринтингу ДНК (DNA fingerprinting). Метод базуеться на факп наявносп в геномах маркер îb SSRs. Розподш локус1в SSRs за кшьюстю повтор îb е шдивщуальним - як вщбитки пальщв. Мшросателпи специф1чно (у видовому аспект!) розподшеш по р1зних хромосомах. Щшьшсть розподшу мшросателпних повтор1в в еукар1отичних геномах широко вардае. Результатом фшгерпринтингу е представления специф1чного для особини, штаму, виду своерщного молекулярного вщбитку (DNA fingerprint). Фшгерпринтинг м1кросател1тних ампл1кошв може пор1внюватись з використанням шдекс1в под1бносп визначення р1знищ на м1ж- i внутршньовидовому р1внях оргашзм1в [1].
279
Генетична р1зномаштшсть оргашзм1в е основою для виведення нових сорт1в сшьськогосподарських культур, штам1в м1крооргашзм1в. Дослщження пол1морф1зму ДНК вщкривае HOBi перспективи у вивченш походження вид1в свшських тварин, ix географ1чного розповсюдження та генетично! р1зноман1тност1. Детальний анал1з геному тварин е важливою складовою племшно! роботи. Так, наприклад, генетичш лабораторп проводять тестування чистокровних коней за локусами SSRs, що допомагае шдвшцити достов1рнють генетично! щентифшаци коней до р1вня 99,99%. Пол1морф1зм SSRs локус1в використовують у ирограмах картування геному, при вивченш генетично! структури породи, в анал1з1 генетичних вщстаней м1ж лшями, породами та популящями, в оцшщ генетично! вар1абельносп i внутршньовидово! спорщненосп, а також для прогнозування можливого гетерозисного ефекту при схрещуванш. Але одним ¿з найбшьш розроблених та впроваджених напрямюв використання цих маркер1в е доведения походження племшних тварин (!х паспортизащя) шд час анал1зу спадково! шформацп безпосередньо на piBHi ДНК [10].
Останшм часом об'ектами молекулярно-генетичного дослщження стали геноми сшьськогосподарських культур. Диференщащя та щентифшащя сорт1в, лшш i пбрид1в сшьськогосподарських рослин е важливим елементом селекцп, насшництва та актуальними у захисп авторських прав на сорти. Провадження молекулярних маркер1в дозволило розвинути методолопю локал1зацп i контролю гешв, що визначають кшькюш i яюсш ознаки, зокрема, гешв сгшкосп до несприятливих бютичних i абютичних фактор1в. Актуальною е розробка молекулярних маркер1в стшкосп до захворювань, наприклад, фузарюзно! гнил1 кукурудзи. 1дентиф1кащя гешв стшкосп до захворювання значно шдвищить ефективнють селекцшних po6iT 3i створення лшш i пбрид1в рослин [12].
Сучасна онколога, виходячи з результата молекулярно-генетичних дослщжень, вважае, що рак належить до хвороб геному. Основш молекулярно-генетичш вщмшносп раково! клггини вщ нормально! можна розглянути з трьох взаемозалежних позицш: активуюч1 мутацп в онкогенах; шактивуюч1 мутацп в антионкогенах; геномна нестабшьшсть. Остання, можливо, визначае дв1 попередш, оскшьки геномна нестабшьшсть сприяе нагромадженню безл1ч1 мутацш, формуючи так званий мутацшний фенотип, що призводить до порушення контролю реплкацп ДНК, репарацп, прол1ферацп та апоптозу [10].
Висновок: Використання молекулярно-генетичних маркер1в вщкрило HOBi перспективи у вивченш походження та щентифшацп вид1в тварин та !х порщ, рослин та !х сорт1в, штам1в м1крооргашзм1в !х географ1чного розповсюдження, генетично! р1зномаштносп; вивченш мехашзм1в виникнення i прогнозування захворювань. Також ДНК-маркери використовують у археологи, кримшалютищ, доведенш батьювства, тощо. Молекулярно-генетичш методи дослщжень ¿з використанням м1кросател1тних маркер1в ДНК е одним з поширених шструментш мошторингу за ефектившстю вщтворення та збереження популяцш.
Лггература
1. Baldi P. Sequence analysis by additive scales: DNA structure for sequences and repeats lengths / P. Baldi, P. F. Baisnee // Bioinformatics. - 2000. - Vol. 16. - P. 865889.
2. Barros R. Pathophysiology of intestinal metaplasia of the stomach: emphasis on CDX2 regulation / R. Barros, V. Camilo, B. Pereira // Biochem. Soc. Trans. - 2010. -Vol. 38, № 2. - P. 358-363.
3. Bull L. Compound microsatellite repeats: practical and theoretical feautures / L. Bull, C. R. Pabon-Pena, N. B. Freimer // Genome Res. - 2000. - № 9. - P. 830 - 838.
4. Hancock J. M. A role for selection in regulating the evolutionary emergence of disecausing and other coding CAG repeats in humans and mice / J. M. Hancock, E. A. Worthey, M. F. Santibanez-Koref // Mol. Biol. Evol. - 2001. - Vol. 18, № 6. -P.1014-1023.
280
5. Jarne P. Microsatellites, transposable elements and the X chromosomes / P. Jarne, P. David, F. Viard // Mol. Biol. Evol. - 1998. - № 15. - P. 28-34.
6. Leontis N. B. The non-Watson-Crick base pairs and their associated isostericity matrices / N. B. Leontis, N. Stombaugh, J. Westhof // Nucl. Acid. Res. -2002. -№ 3. -P. 3497-3591.
7. Pearson C. E. Trinucleotide repeat DNA structures: dynamic mutations from dynamic DNA / C. E. Pearson, R. R. Sinden // Curr. Opin. Struct. Biol. - 1998. - № 3. -P. 321-330. Review.
8. Stephan W. Possible role of natural selection in the formation of tandemrepetitive noncoding DNA / W. Stephan W., S. Cho // Genetics. - 1994. - № 136. - P.333-341.
9. Van Lith H. A. Characterisation of rabbit DNA microsatellites extracted from the EMBL nucleotide sequence database / H. A. van Lith, L. F. van Zutphen // Anim Genet. - 1996. - № 27. - P. 387-395.
10.Вшник Ю. О., Поповська T. M., Мовчан О. В., Котенко О. €., Кульшин В. €. М1кросател1тна нестабшьшсть при спорадичному раку шлунка // Науковий вюник Ужгородського ушверситету, сер1я «Медицина». - 2013 р. Випуск 2 (47). - С. 22-26.
11. Дзщюк В., Мельник О. Мшросателггш ДНК-маркери у збереженш генетичного р1зномашття коней // Тваринництво Украши. - 2012. - С. 7-10.
12. Сиволап Ю. М., Кожухова H. Е. ДНК-технологп у дослщженш генетичного потенщалу кукурудзи // Селекщя i насшництво. - 2008. Випуск 96. -113-120.
13. Харченко О. В. Висока шформативнють молекулярно-бюлопчних маркер îb // BicHHK проблем бюлогп i медицини - 2014 - Вип. 3, Том 3 (112). -С. 11-16.
Стаття надшшла до редакци 15.04.2015
УДК 636.2.083:636.082
Щербатий 3. €., д.с.-г.н., професор, ©
Голодюк I. П., к.с.-г.н., доцент, Матеуш В. Л., к.с.-г.н., ст. викладач, Лъв1всъкий нац10налънийутверситет еетеринарног медицины та бютехнологт гменг. С.З. Ржицького, м. Лъеге, Украта Руснак П. П., acnipaHT iHcmumym сшъсъкого господарстеа KapnamcbKOZopeziony НААН
СПРЯМОВАНЕ ВИРОЩУВАННЯ РЕМОНТНИХ ТЕЛИЦЬ - НАД1ЙНИЙ ЗАХ1Д ДЛЯ СТВОРЕННЯ ВИСОКОПРОДУКТИВНИХ МОЛОЧНИХ СТАД
Незадовыъна год1вля ремонтних телицъ, яю за показниками росту та розеитку eidcmawmb eid стандарту породи, не дозеоляе повтстю розкрити ïxni генетичт можливостъ, а еирощет з таких телицъ короеи маютъ невисоку молочну продуктивмстъ, яка залежитъ в основному eid тръох фактор1е: генетичних задатке, належнихумовгод1вл1 та догляду i технологи' еирощуеання. Останнъому, на жаль, в господарстеах надаютъ менше уеаги. В зв'язку з цим продуктивмстъ Kopie у ôùbrnocmi господарсте протягом poKie залишаетъся невисокою (близъко 3000 кг за лактацию) [1, 2].
На npumadi кращих господарсте Горох!всъкого району Волинськог област1, де проеодилися досл1дження, показане значения повноц1нног год!вл! ремонтних телицъ для одержання eid них еисокопродуктиених nepeicmoK, що е основою стеорення елтних стад Kopie. Наведено рекомендованi рац1они для оргашзацИ'
© Щербатий 3. £., Голодюк I. П., Матеуш В. Л., Руснак П. П., 2015
281
