كيفية حساب Centimorgans

في الحياة اليومية ، نقيس المسافات من حيث الأمتار والقدم والأميال والمليمترات ، إلخ. لكن كيف يمكنك التعبير عن المسافة بين جينين على الكروموسوم؟ جميع وحدات القياس القياسية كبيرة جدًا ولا تنطبق حقًا على علم الوراثة لدينا.

هذا هو المكان الذي توجد فيه الوحدة سنتيمورجان (غالبًا ما يتم اختصاره إلى سم) ادخل. بينما تستخدم centimorgans كوحدة مسافة لتمثيل الجينات على الكروموسوم ، فإنها تستخدم أيضًا كوحدة لاحتمال تكرار إعادة التركيب.

إعادة التركيب هي ظاهرة طبيعية (تُستخدم أيضًا في الهندسة الوراثية) حيث يتم "تبديل" الجينات أثناء أحداث التقاطع على الكروموسومات. هذا يعيد ترتيب الجينات ، والتي يمكن أن تضيف إلى التباين الجيني للأمشاج ويمكن أيضًا استخدامها في الهندسة الوراثية الاصطناعية.

أ سنتيمورجان، المعروف أيضًا والمكتوب باسم a وحدة الخريطة الجينية (gmu) ، في جوهرها ، وحدة احتمالية. واحد سم يساوي المسافة بين جينين مما يعطي تكرار إعادة التركيب بنسبة واحد بالمائة. بمعنى آخر ، يمثل واحد سم أ فرصة واحد بالمائة أن جينًا واحدًا سيتم فصله عن جين آخر بسبب حدث تقاطع.

كلما زادت كمية السنتيمورجان ، كلما كانت الجينات بعيدة عن بعضها البعض.

هذا منطقي عندما تفكر في ماهية العبور وإعادة التركيب. إذا كان هناك جينان بجوار بعضهما البعض ، فهناك فرصة أقل بكثير لفصلهما عن بعضهما البعض لمجرد أنهما قريبان معًا ، وهذا هو السبب في أن النسبة المئوية لإعادة التركيب التي يمثلها سم واحد منخفضة جدًا: يقل احتمال حدوثها عندما تكون الجينات قريبة سويا.

عندما يكون هناك جينان بعيدان عن بعضهما البعض ، ويعرف أيضًا أن المسافة cM أكبر ، فهذا يعني أنهما أكثر عرضة للانفصال خلال حدث تقاطع ، والذي يتوافق مع الاحتمال الأعلى (والمسافة) التي يمثلها السنتيمورجان وحدة.

نظرًا لأن centimorgans تمثل كلاً من تردد إعادة التركيب ومسافات الجينات ، فإن لها عددًا قليلاً من الاستخدامات المختلفة. الأول هو ببساطة تحديد موقع الجينات على الكروموسومات. قدر العلماء أن واحد سم مكعب يعادل تقريبًا مليون زوج أساسي في البشر.

يسمح هذا للعلماء بإجراء اختبارات لفهم تكرار إعادة التركيب ثم مساواة ذلك بطول الجين والمسافة ، مما يسمح لهم بإنشاء خرائط كروموسوم وجينية.

يمكن استخدامه أيضًا بطريقة عكسية. إذا كنت تعرف المسافة بين جينين في أزواج قاعدية ، على سبيل المثال ، يمكنك بعد ذلك حساب ذلك في الكائنات المئوية ، وبالتالي ، حساب تكرار إعادة التركيب لتلك الجينات. يستخدم هذا أيضًا لاختبار ما إذا كانت الجينات "مرتبطة" ، بمعنى أنها قريبة جدًا من بعضها البعض على الكروموسوم.

إذا كان تردد إعادة التركيب أقل من 50 سم ، فهذا يعني أن الجينات مرتبطة. هذا ، بعبارة أخرى ، يعني أن الجينين قريبان من بعضهما البعض و "مرتبطان" من خلال التواجد على نفس الكروموسوم. إذا كان لجينين تردد إعادة التركيب أكثر من 50 سم ، إذن فهي غير مرتبطة وبالتالي فهي على كروموسومات مختلفة أو متباعدون جدا على نفس الكروموسوم.

بالنسبة لآلة حاسبة السنتيمورجان ، ستحتاج إلى قيم كل من العدد الإجمالي للنسل وعدد النسل المؤتلف. السلالة المؤتلفة هي ذرية لها مزيج أليل غير أبوي. من أجل القيام بذلك ، يقوم العلماء بعبور متغاير الزيجوت المزدوج مع متماثل الزيجوت المتنحي المزدوج (للجينات المعنية) ، والذي يسمى "الفاحص".

على سبيل المثال ، لنفترض أن هناك ذبابة من النوع JjRr وأنثى ذبابة مع jjrr. كل بيض الأنثى سيكون لها النمط الجيني "jr". الحيوانات المنوية للذكر بدون أحداث التقاطع ستعطي فقط JR و jr. ومع ذلك ، بفضل أحداث التقاطع وإعادة التركيب ، يمكنهم أيضًا منح Jr أو jR.

لذلك ، موروثة مباشرة الأنماط الجينية الأبوية سيكون إما JjRr أو jjrr. النسل المؤتلف سيكون هؤلاء الذين لديهم النمط الوراثي Jjrr أو jjRr. ذرية الذبابة مع تلك الأنماط الجينية ستكون السلالة المؤتلفة لأن هذا المزيج لن يكون ممكناً في العادة ما لم يحدث حدث متقاطع حدث.

ستحتاج إلى إلقاء نظرة على كل ذرية وإحصاء كل من النسل الكلي والنسل المؤتلف. بمجرد حصولك على قيم كل من السلالة الكلية والمؤتلفة في تجربة تقوم بإجرائها ، يمكنك حساب تكرار إعادة التركيب باستخدام صيغة السنتيمورجان التالية:

تردد إعادة التركيب = (# من ذرية المؤتلف / إجمالي # ذرية) * 100 م

نظرًا لأن واحدًا من centimorgan يساوي تردد إعادة التركيب بنسبة واحد بالمائة ، يمكنك أيضًا كتابة تلك النسبة المئوية التي تحصل عليها كما في وحدات centimorgan. على سبيل المثال ، إذا حصلت على إجابة بنسبة 67 في المائة ، فسيكون ذلك في السنتيمورجان 67 سم.

دعنا نواصل مع المثال المستخدم أعلاه. يتزاوج هذان الذبان ولهما العدد التالي من النسل:

JjRr = 789

jjrr = 815

Jjrr = 143

jjRr = 137

مجموع السلالة يساوي كل تلك السلالات المضافة ، وهي:

ذرية كاملة = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884

النسل المؤتلف يساوي عدد ذرية Jjrr و jjRr ، وهو:

النسل المؤتلف = 143 + 137 = 280

لذا ، فإن تكرار إعادة التركيب في السنتيمورجان هو:

تردد إعادة التركيب = (280 / 1.884) * 100 = 14.9 بالمائة = 14.9 سم