Περιεχόμενο
- Τι είναι το Centimorgan;
- Πώς χρησιμοποιούνται τα Centimorgans;
- Τύπος Centimorgan και Υπολογισμός
- Παράδειγμα υπολογισμού
Στην καθημερινή ζωή, μετράμε τις αποστάσεις σε μέτρα, πόδια, χιλιόμετρα, χιλιοστά, κλπ. Αλλά πώς θα εκφράζατε την απόσταση μεταξύ δύο γονιδίων σε ένα χρωμόσωμα; Όλες οι τυποποιημένες μονάδες μέτρησης είναι πολύ μεγάλες και δεν ισχύουν στην γενετική μας.
Εκεί βρίσκεται η μονάδα centimorgan (συχνά συντομευμένο σε εκ). Ενώ τα centimorgans χρησιμοποιούνται ως μονάδα απόστασης για να αντιπροσωπεύουν γονίδια σε ένα χρωμόσωμα, χρησιμοποιείται επίσης ως μονάδα πιθανότητας για συχνότητα ανασυνδυασμού.
Επανεξέταση είναι ένα φυσικό φαινόμενο (που χρησιμοποιείται επίσης στη γενετική μηχανική) όπου κατά τη διάρκεια των γεγονότων διασταυρώσεων τα γονίδια "ανταλλάσσονται" γύρω από τα χρωμοσώματα. Αυτό αναδιατάσσει τα γονίδια, τα οποία μπορούν να προσθέσουν στη γενετική ποικιλότητα των γαμετών και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τεχνητή γενετική μηχανική.
Τι είναι το Centimorgan;
ΕΝΑ centimorgan, επίσης γνωστό και γραμμένο ως a μονάδα γενετικού χάρτη (gmu), είναι, στην καρδιά, μια μονάδα πιθανότητας. Ένα cM είναι ίσο με την απόσταση δύο γονιδίων που δίνουν συχνότητα ανασυνδυασμού ενός τοις εκατό. Με άλλα λόγια, ένα cM αντιπροσωπεύει α μία πιθανότητα ότι ένα γονίδιο θα διαχωριστεί από άλλο γονίδιο λόγω ενός σταυρού.
Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα των centimorgans, τόσο πιο μακριά είναι τα γονίδια μεταξύ τους.
Αυτό έχει νόημα όταν σκέφτεστε τι είναι η διέλευση και ο ανασυνδυασμός. Αν δύο γονίδια είναι ακριβώς δίπλα στο άλλο, υπάρχει μια πολύ μικρότερη πιθανότητα ότι θα διαχωριστούν μεταξύ τους απλώς και μόνο επειδή βρίσκονται κοντά, γι 'αυτό και το ποσοστό ανασυνδυασμού που αντιπροσωπεύει ένα cM είναι τόσο χαμηλό: να συμβεί όταν τα γονίδια είναι κοντά.
Όταν δύο γονίδια είναι πιο απομακρυσμένα, δηλαδή η απόσταση cM είναι μεγαλύτερη, αυτό σημαίνει ότι είναι πολύ πιο πιθανό να διαχωριστούν κατά τη διάρκεια ενός σταυρού σε περίπτωση, γεγονός που αντιστοιχεί στην υψηλότερη πιθανότητα (και απόσταση) που αντιπροσωπεύει η μονάδα centimorgan.
Πώς χρησιμοποιούνται τα Centimorgans;
Επειδή τα centimorgans αντιπροσωπεύουν τόσο τη συχνότητα ανασυνδυασμού όσο και τις αποστάσεις γονιδίων, έχουν μερικές διαφορετικές χρήσεις. Το πρώτο είναι απλά να χαρτογραφηθεί η θέση των γονιδίων στα χρωμοσώματα. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι ένα cM είναι περίπου ισοδύναμο με ένα εκατομμύριο ζεύγη βάσεων στους ανθρώπους.
Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να εκτελούν δοκιμές για να κατανοήσουν τη συχνότητα ανασυνδυασμού και στη συνέχεια να εξισώνουν το μήκος και την απόσταση του γονιδίου που τους επιτρέπει να δημιουργήσουν χρωματικούς και γονιδιακούς χάρτες.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί αντίστροφα. Εάν γνωρίζετε την απόσταση μεταξύ δύο γονιδίων σε ζεύγη βάσεων, για παράδειγμα, μπορείτε να υπολογίσετε αυτό σε centimorgans και, συνεπώς, να υπολογίσετε τη συχνότητα ανασυνδυασμού για αυτά τα γονίδια. Αυτό χρησιμοποιείται επίσης για να ελεγχθεί εάν τα γονίδια «συνδέονται», δηλαδή πολύ κοντά μαζί στο χρωμόσωμα.
Εάν υπάρχει συχνότητα ανασυνδυασμού λιγότερο από 50 cM, σημαίνει ότι τα γονίδια συνδέονται. Αυτό, με άλλα λόγια, σημαίνει ότι τα δύο γονίδια είναι κοντά μεταξύ τους και είναι "συνδεδεμένα" με την ύπαρξη του ίδιο χρωμόσωμα. Εάν δύο γονίδια έχουν συχνότητα ανασυνδυασμού μεγαλύτερος από 50 cM, τότε δεν συνδέονται και είναι συνεπώς διαφορετικά χρωμοσώματα ή πολύ μακριά στο ίδιο χρωμόσωμα.
Τύπος Centimorgan και Υπολογισμός
Για έναν υπολογισμό centimorgan, θα χρειαστείτε τις τιμές τόσο του συνολικού αριθμού των απογόνων όσο και του αριθμού των ανασυνδυασμένων απογόνων. Οι ανασυνδυασμένοι απόγονοι είναι απόγονοι που έχουν μη γονικό συνδυασμό αλληλόμορφων. Για να γίνει αυτό, οι επιστήμονες διασχίζουν ένα διπλό ετερόζυγο με μια διπλή ομόζυγη υπολειπόμενη (για τα γονίδια που ενδιαφέρουν), η οποία ονομάζεται "δοκιμαστής".
Για παράδειγμα, ας πούμε ότι υπάρχει μια αρσενική μύγα με έναν γονότυπο JjRr και μια θηλυκή μύγα με jjrr. Όλα τα αυγά των θηλυκών θα έχουν τον γονότυπο "jr". Τα σπερματοζωάρια των ανδρών χωρίς διασταυρώσεις θα δώσουν μόνο στον JR και τον jr. Ωστόσο, χάρη στα γεγονότα crossover και τον ανασυνδυασμό, θα μπορούσαν επίσης να δώσουν Jr ή jR.
Έτσι, άμεσα κληρονομούνται γονικούς γονότυπους θα ήταν είτε JjRr ή jjrr. Ανασυνδυασμένος απόγονος θα είναι εκείνοι με τον γονότυπο Jjrr ή jjRr. Ο απόγονος των μύγας με αυτούς τους γονότυπους θα ήταν ανασυνδυασμένος απόγονος δεδομένου ότι αυτός ο συνδυασμός δεν θα ήταν κανονικά εφικτός εάν δεν είχε συμβεί κάποιο διασταύρωμα.
Θα πρέπει να εξετάσετε όλους τους απογόνους και να μετρήσετε τόσο το συνολικό απόγονο όσο και τον ανασυνδυασμένο απόγονο. Αφού έχετε τις τιμές τόσο για τον ολικό όσο και για τον ανασυνδυασμένο απόγονο σε ένα πείραμα που τρέχετε, μπορείτε να υπολογίσετε τη συχνότητα ανασυνδυασμού χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο centimorgan:
Συχνότητα ανασυνδυασμού = (# ανασυνδυασμένων απογόνων / σύνολο # απογόνων) * 100m
Δεδομένου ότι ένα centimorgan είναι ίσο με το ένα τοις εκατό συχνότητα ανασυνδυασμού, μπορείτε επίσης να γράψετε αυτό το ποσοστό που παίρνετε όπως και στις μονάδες centimorgan. Για παράδειγμα, εάν λάβατε μια απάντηση 67%, σε centimorgans θα ήταν 67 cM.
Παράδειγμα υπολογισμού
Ας συνεχίσουμε με το παράδειγμα που χρησιμοποιήσαμε παραπάνω. Αυτές οι δύο μύγες ζευγαρώνονται και έχουν τον ακόλουθο αριθμό απογόνων:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Ο συνολικός απόγονος είναι ίσος με όλους εκείνους τους απογόνους που προστέθηκαν, οι οποίοι είναι:
Σύνολο απογόνων = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Ο ανασυνδυασμένος απόγονος είναι ίσος με τον αριθμό των απογόνων Jjrr και jjRr, που είναι:
Ανασυνδυασμένος απόγονος = 143 + 137 = 280
Έτσι, η συχνότητα ανασυνδυασμού σε centimorgans είναι:
Συχνότητα επανασύνδεσης = (280 / 1,884) * 100 = 14,9% = 14,9 cM