Περιεχόμενο
Εάν είστε φοιτητής της γενετικής, πιθανότατα έχετε μάθει ότι τα γονίδια έρχονται συχνά σε διαφορετικές εκδόσεις (συνήθως δύο) που ονομάζονται "αλληλόμορφα" και ότι ένα από αυτά τα αλληλόμορφα είναι γενικά "κυρίαρχο" έναντι του άλλου, το τελευταίο ονομάζεται " υπολειπόμενο "αντίγραφο. Γνωρίζετε ότι όλοι φέρνουν γύρω από δύο αλληλόμορφα για κάθε γονίδιο και παίρνουν ένα αλληλόμορφο από κάθε γονέα.
Συνολικά, αυτά τα γεγονότα υποδηλώνουν ότι αν έχετε γονείς με γνωστό γονότυπο για το εν λόγω γονίδιο - δηλαδή γνωρίζετε ποια αλληλόμορφα είναι ικανά να συνεισφέρουν - μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα βασικά μαθηματικά για να προβλέψετε την πιθανότητα ένα παιδί από αυτούς τους γονείς να έχει έναν δεδομένο γονότυπο και, κατ 'επέκταση, τις πιθανότητες ότι κάθε παιδί θα εμφανίσει ένα δεδομένο φαινότυπο, δηλαδή τη φυσική έκφραση των γενετικά κωδικοποιημένων χαρακτηριστικών.
Στην πραγματικότητα, η αναπαραγωγική μικροβιολογία σβήνει αυτούς τους αριθμούς εξαιτίας ενός φαινομένου που ονομάζεται "ανασυνδυασμός".
Απλή Μεντελική Κληρονομιά
Ας υποθέσουμε ότι σε ένα είδος χαριτωμένων αλλοδαπών, μωβ μαλλιά κυριαρχεί πάνω από κίτρινα μαλλιά, και ότι αυτά τα αλληλόμορφα αντιπροσωπεύονται από τα γράμματα P και p. Ομοίως, υποθέστε ότι οι κυκλικές κεφαλές (R) κυριαρχούν πάνω από τις επίπεδες κεφαλές (r). Με βάση αυτές τις πληροφορίες, εάν γνωρίζετε ότι κάθε γονέας είναι ετερόζυγο και για τα δύο αυτά χαρακτηριστικά - δηλαδή, τόσο η μητέρα όσο και ο πατέρας έχουν ένα κυρίαρχο και ένα υπολειπόμενο αλληλόμορφο τόσο στη γονιδιακή θέση του γονιδίου των μαλλιών (τόπος) που είναι γνωστό ότι κάθε γονέας έχει τον γονότυπο PpRr και ότι οι πιθανές γενότυποι των απογόνων είναι PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRr και pprr.
Ένα τετράγωνο Punnett (δεν φαίνεται, βλέπε Πόρων για ένα παράδειγμα διασταυρούμενου διϋδριδίου αυτού του είδους) αποκαλύπτει ότι ο λόγος αυτών των γονότυπων είναι 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1, ο οποίος με τη σειρά του παράγει φαινοτυπική αναλογία 9: 3: 3: 1. Δηλαδή, για κάθε 16 συνολικά παιδιά που παράγονται από αυτούς τους γονείς, θα περιμένατε 9 μωρά με μωβ, μαλλιά με στρογγυλά κεφάλια. 3 μωρά με μωβ και μαλλιά με επίπεδη κεφαλή. 3 κίτρινα μαλλιά, στρογγυλά μωρά. και 1 κίτρινο μαλλιά, με επίπεδη κεφαλή μωρό. Αυτές οι αναλογίες με τη σειρά τους λειτουργούν σε 9/16 = 0.563, 3/16 = 0.188, 3/16 = 0.188 και 1/16 = 0.062. Αυτά μπορούν επίσης να εκφράζονται ως ποσοστά πολλαπλασιασμού κατά 100.
Ωστόσο, η φύση εισάγει μια κρίσιμη ρυτίδα σε αυτούς τους αριθμούς: Αυτοί οι υπολογισμοί υποθέτουν ότι αυτά τα αλληλόμορφα κληρονομούνται ανεξάρτητα, αλλά το φαινόμενο της «γονιδιακής σύνδεσης» υπερέχει αυτής της υπόθεσης.
Σύνδεση γονιδίων: Ορισμός
Γονίδια που είναι κοντά μεταξύ τους, τα οποία κωδικοποιούν διαφορετικά γνωρίσματα, μπορούν να μεταφερθούν μαζί ως μονάδα χάρη σε μια διαδικασία που ονομάζεται "ανασυνδυασμός", η οποία εμφανίζεται κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή ως μέρος μιας ανταλλαγής γενετικού υλικού που ονομάζεται "διάσχιση". Η πιθανότητα να συμβεί αυτό σε ένα ζεύγος γονιδίων σχετίζεται με το πόσο κοντά είναι φυσικά τα γονίδια στο χρωμόσωμα.
Εξετάστε μια μικρή καταιγίδα που συμβαίνει στην πόλη σας όταν όλοι συμβαίνουν να είναι έξω από το να κάνουν διαφορετικά πράγματα. Αν έχετε πιαστεί στη βροχή, ποιες είναι οι πιθανότητες ότι ένας τυχαία επιλεγμένος φίλος θα είναι επίσης ανάμεσα σε αυτούς που εμποτίζονται; Είναι σαφές ότι αυτό εξαρτάται από το πόσο κοντά σας είναι ο επιλεγμένος φίλος. Η γονιδιακή σύνδεση λειτουργεί σύμφωνα με την ίδια βασική αρχή.
Συχνότητα ανασυνδυασμού
Για να προσδιοριστεί πόσο κοντά σε ένα γονίδιο δύο αλληλόμορφα χρησιμοποιούν μόνο τα αναπαραγωγικά δεδομένα - δηλαδή, για να λύσουν προβλήματα χαρτογράφησης γονιδίων - οι επιστήμονες εξετάζουν τη διαφορά μεταξύ των προβλεπόμενων φαινοτυπικών αναλογιών σε έναν πληθυσμό απογόνων και τις πραγματικές αναλογίες. Αυτό γίνεται με τη διέλευση ενός γονέα "dihybrid" με έναν απόγονο που δείχνει και τα δύο υπολειπόμενα χαρακτηριστικά. Στην περίπτωση της αλλογενής βιολογίας του συνδέσμου, αυτό σημαίνει ότι διασχίζουμε έναν μωβ-μαλλιά, στρογγυλό αλλοδαπό (ο οποίος, στην περίπτωση ενός διϋβριδικού οργανισμού, έχει τον γονότυπο PpRr) με το λιγότερο πιθανό προϊόν ενός τέτοιου ζευγαρώματος - ξανθιά, κατσικίσιο αλλοδαπό (pprr).
Υποθέστε ότι αυτό αποφέρει τα ακόλουθα δεδομένα για 1.000 απογόνους:
Το κλειδί για την επίλυση των προβλημάτων χαρτογράφησης συνδέσεων είναι να αναγνωρίσουμε ότι οι απόγονοι που είναι φαινοτυπικά οι ίδιοι με τους γονείς είναι οι ανασυνδυασμένοι απογόνες - σε αυτή την περίπτωση, μωβ-μαλλιά, στρογγυλεμένες απογόνους και κίτρινο μαλλιά, με επίπεδη κεφαλίδα απογόνους. Αυτό επιτρέπει τον υπολογισμό της συχνότητας ανασυνδυασμού, ο οποίος είναι απλώς ανασυνδυασμένος απόγονος διαιρούμενος με συνολικά απογόνους:
(102 + 98) ÷ (102 + 396 + 404 + 98) = 0.20
Οι γενετιστές υπολογίζουν το αντίστοιχο ποσοστό για να καθορίσουν το βαθμό γενετικής σύνδεσης, το οποίο έχει μονάδες "centimorgans" ή cM. Στην περίπτωση αυτή, η τιμή είναι 0,20 φορές 100, ή 20%. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός, τόσο πιο πολύ τα γονίδια συνδέονται φυσικά.