基因定位和基因圖對(duì)遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)和人類及生物進(jìn)化的研究都有十分重要的意義。它可提供遺傳病和其他疾病的診斷的遺傳信息，可以指導(dǎo)對(duì)這些疾病的致病基因的克隆和對(duì)病癥病因的分析與認(rèn)識(shí)，這些又取決于遺傳圖和物理圖的相互依賴關(guān)系。通過(guò)多態(tài)位點(diǎn)標(biāo)記進(jìn)行連鎖分析獲得物理圖的位置有助于遺傳作圖，同時(shí)通過(guò)連鎖分析（部分有減數(shù)分裂的交換)又能指導(dǎo)物理作圖，使基因定位更為精細(xì)。
1．連鎖分析檢測(cè)基因突變指導(dǎo)遺傳病的診斷 通過(guò)遺傳連鎖圖可以在缺少任何生化或分子性質(zhì)信息情況下對(duì)遺傳病進(jìn)行診斷。例如應(yīng)用RFLP進(jìn)行的臨床診斷（詳?shù)谑?。應(yīng)當(dāng)指出，由于多種遺傳標(biāo)記的定位，使RFLP的應(yīng)用更加廣泛。遺傳圖對(duì)疾病診斷的價(jià)值最明顯的是當(dāng)某一基因已被定位于某染色體，但尚未被克隆時(shí)，就可依賴于運(yùn)用一個(gè)或多個(gè)遺傳標(biāo)記進(jìn)行連鎖分析，利用它和該基因的重組關(guān)系進(jìn)行基因診斷。
2．連鎖分析進(jìn)行致病基因的鑒別與定位前段說(shuō)明已知疾病基因與遺傳標(biāo)記相關(guān)進(jìn)行連鎖分析以診斷疾病，然而要認(rèn)識(shí)這種關(guān)系就需要：①有足夠數(shù)量家系來(lái)確定這種連鎖；②有適當(dāng)可提供信息DNA標(biāo)記。后者較易，前者則難，尤其是稀少的疾病，患者在年幼時(shí)死亡。這時(shí)采取兩種方法，一是少數(shù)的大家系，并從此家系成員中獲得DNA信息，其優(yōu)點(diǎn)是所有患者都是一個(gè)遺傳病，并由單一基因突變引起；二是收集大量的小家系。前者如慢性進(jìn)行性舞蹈病，后者如囊性纖維化（CF)。實(shí)際上，人們希望能發(fā)現(xiàn)連鎖需在大約20cM距離或以下，再大的距離一般就難于發(fā)現(xiàn)連鎖關(guān)系，特別是分子遺傳學(xué)的新進(jìn)展推出的反向遺傳學(xué)――位置克隆的策略，更加速了疾病基因的鑒定與定位。
3．促進(jìn)對(duì)癌基因和瘤抑制基因的定位與克隆，從慢性粒細(xì)胞白血病的Ph染色體的發(fā)現(xiàn)，了解到是染色體9和22的易位，以及Burkitt淋巴瘤染色體t(8：14)。1982年證實(shí)c-myc癌基因定位于8q24，并對(duì)其基因分子的結(jié)構(gòu)有了深入認(rèn)識(shí)。現(xiàn)今已知有100多種癌基因和約10種腫瘤抑制基因。而且腫瘤細(xì)胞遺傳學(xué)異常的報(bào)道日益增多，到1993年10月，與染色體畸變相關(guān)的腫瘤總數(shù)達(dá)239種，其中結(jié)構(gòu)畸變有188，數(shù)目畸變?yōu)?1種。這些資料就充分說(shuō)明基因定位和克隆對(duì)腫瘤的鑒別定位及其深入研究有著密切關(guān)系。當(dāng)然，基因定位與基因圖的發(fā)展，也推動(dòng)了許多常見(jiàn)復(fù)雜病的遺傳因素的研究。
4．位置克隆與基因定位基因定位的重要應(yīng)用之一是據(jù)此進(jìn)行基因克�。╣ene cloning)。致病基因克隆有兩種基本策略：一是功能克隆，二是位置克隆。
�。�1)功能克隆（funetional cloning)：是利用疾病已知的遺傳損傷而引起的生化功能如蛋白質(zhì)基酸缺陷的信息，進(jìn)行基因定位，進(jìn)而克隆該致病基因。以進(jìn)行的基因克隆大都是預(yù)先測(cè)知疾病基因的編碼蛋白質(zhì)，利用其mRNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，再用cDNA作探針，從人基因組中“約”出基因本身。然而，絕大多數(shù)遺傳病的基因產(chǎn)物不明，就無(wú)法用功能克隆策略進(jìn)行基因克隆。
�。�2)位置克�。╬ositional cloning)：是先進(jìn)行基因定位作圖，然后找一來(lái)自該區(qū)的基因并進(jìn)行克隆，在此之后才能明確該基因的功能。早先稱之為逆向遺傳學(xué)（reverse genetics)，但究其基因鑒定到基因定位制圖的全過(guò)程并非都是“逆向”的，而具遺傳學(xué)的傳統(tǒng)模式，故現(xiàn)多稱其為位置克隆。
據(jù)HGM93國(guó)際會(huì)議的資料，至1993年，運(yùn)用位置克隆策略克隆的人類疾病基因共有26個(gè)，其中1993年就有11個(gè)，如慢性進(jìn)行性舞蹈�。℉D)基因，肝豆?fàn)詈俗冃?/a>（Wilson病，WND)基因等。位置克隆的操作過(guò)程如圖7－4所示。
遺傳病致病基因運(yùn)用位置克隆的成功例子很多，典型之一是假肥大型肌營(yíng)養(yǎng)不良（DMD)基因的克隆。學(xué)者們利用受累女性X染色體與常染色體21的易位，以及男患兒發(fā)生小的Xp21.2缺失并伴發(fā)3種其它X連鎖隱性遺傳病，再運(yùn)用RFLP連鎖分析將DMD基因定位于Xp21。Ray等利用了X與21號(hào)染色體基因易位，于1986年克隆了該基因的一部分，即XJ系列探針。Kunkel等于同年利用男患兒（B.B)的DNA，通過(guò)靈敏的技術(shù)提純得自有Xp21.2缺失的片段，即后來(lái)稱為pERT87系列的探針。雖然細(xì)胞遺傳學(xué)檢查未見(jiàn)此缺失，但患者的DNA中確有
圖7－4 位置克隆操作過(guò)程圖解
圖7－5 pERT87系列探針對(duì)7個(gè)DMD患兒的Sorthern印跡分析
圖中患兒1、7無(wú)缺失，2－6出現(xiàn)缺失，所有患兒均未見(jiàn)細(xì)胞遺傳學(xué)的缺失
pERT87的缺失，這說(shuō)明該片段可能是DMD基因的一部分。圖7－5表示用DNA印跡雜交法，觀察到pERT87區(qū)附加的缺失片段（87－1、87－2、87－18等)，而且缺失片段不斷向此克隆區(qū)兩側(cè)擴(kuò)大，表明DMD可能是一個(gè)很大的基因。
為證明該區(qū)的DNA片段是否含有DMD基因的外顯子，又用Northern印跡法檢測(cè)一個(gè)16kb的特異肌肉轉(zhuǎn)錄物，接著克隆出它的cDNA，最后證明DMD基因的確很大，約為2300kb，占X染色體的1％以上，該基因編碼肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白(dystrophin)，并測(cè)出它的氨基酸順序，該蛋白影響紋肌和心肌的結(jié)構(gòu)和收縮功能。
關(guān)于基因定位，近年又興起一種候選基因方法（candidate gene approach)。此法無(wú)需經(jīng)過(guò)基因圖和物理圖的過(guò)程，而根據(jù)某種遺傳病和特定基因分別定位于染色體的同一區(qū)域，而后再發(fā)現(xiàn)并鑒定其基因突變，則可研究此致病基因。自1992－1993年用此法克隆基因已有十幾個(gè)，如SOD1（肌萎縮性側(cè)索硬化癥)、RET（多發(fā)性內(nèi)分泌促瘤2A型)基因等。
