В ежедневието измерваме разстоянията като метри, футове, мили, милиметри и т.н. Но как бихте изразили разстоянието между два гена на хромозома? Всички стандартни мерни единици са твърде големи и всъщност не се отнасят до нашата генетика.
Там е единицата сантиморган (често съкратено на см) влиза. Докато сантиморганите се използват като единица за разстояние, за да представят гени на хромозома, той се използва и като единица за вероятност за честота на рекомбинация.
Рекомбинация е естествен феномен (който се използва и в генното инженерство), където по време на кръстосани събития гените се "разменят" около хромозомите. Това пренарежда гените, които могат да допринесат за генетичната променливост на гаметите и могат да се използват и за изкуствено генно инженерство.
Какво е Centimorgan?
A сантиморган, известен също и написан като a генетична карта (gmu), е по същество единица за вероятност. Един cM е равен на разстоянието на два гена, което дава честота на рекомбинация от един процент. С други думи, един cM представлява a
един процент шанс че един ген ще бъде отделен от друг ген поради събитие на кръстосване.Колкото по-голямо е количеството сантиморгани, толкова по-далеч са гените един от друг.
Това има смисъл, когато се замислите какво е кръстосване и рекомбинация. Ако два гена са точно един до друг, има много по-малък шанс те да бъдат отделени един от друг, просто защото са близо заедно, поради което процентът на рекомбинация, който представлява един cM, е толкова нисък: Много по-малко вероятно е да се случи, когато гените са близки заедно.
Когато два гена са по-отдалечени, известен още като cM разстоянието е по-голямо, това означава, че е много по-вероятно да се разделят по време на кръстосано събитие, което съответства на по-голямата вероятност (и разстояние), представено от сантиморгана мерна единица.
Как се използват сантиморганите?
Тъй като сантиморганите представляват както честотата на рекомбинация, така и разстоянията между гените, те имат няколко различни приложения. Първият е просто да картографира местоположението на гените върху хромозомите. Учените са изчислили, че една см е приблизително еквивалентна на един милион базови двойки при хората.
Това позволява на учените да извършват тестове, за да разберат честотата на рекомбинацията и след това да приравнят това на дължината и разстоянието на гена, което им позволява да създават хромозоми и генни карти.
Може да се използва и по обратния начин. Ако знаете например разстоянието между два гена в базови двойки, тогава можете да изчислите това в сантиморгани и по този начин да изчислите честотата на рекомбинация за тези гени. Това се използва и за тестване дали гените са "свързани", което означава много близо един до друг на хромозомата.
Ако честотата на рекомбинация е по-малко от 50 cM, това означава, че гените са свързани. С други думи, това означава, че двата гена са близо един до друг и са "свързани", като са на същата хромозома. Ако два гена имат честота на рекомбинация по-велик от 50 cM, тогава те не са свързани и по този начин са включени различни хромозоми или много отдалечени на същата хромозома.
Формула и изчисление на сантиморган
За сантиморганов калкулатор ще ви трябват стойностите както на общия брой на потомството, така и на броя на рекомбинантното потомство. Рекомбинантното потомство е потомство, което има не-родителска комбинация от алели. За да направят това, учените кръстосват двоен хетерозигот с двоен хомозиготен рецесив (за гените в интерес), който се нарича „тестер“.
Да предположим например, че има мъжка муха с генотип JjRr и женска муха с jjrr. Всички яйца на женските ще имат генотип "jr". Сперматозоидите на мъжкия без кръстосани събития биха дали само JR и jr. Въпреки това, благодарение на кръстосани събития и рекомбинация, те също могат потенциално да дадат Jr или jR.
Така че, директно наследени родителски генотипове би било JjRr или jjrr. Рекомбинантно потомство биха били тези с генотип Jjrr или jjRr. Полетното потомство с тези генотипове би било рекомбинантно потомство, тъй като тази комбинация обикновено не би била възможна, освен ако не се получи кръстосано събитие се е случило.
Ще трябва да разгледате цялото потомство и да преброите както общото потомство, така и рекомбинантното потомство. След като имате стойности както за общото, така и за рекомбинантното потомство в експеримент, който провеждате, можете да изчислите честотата на рекомбинация, като използвате следната формула на сантиморган:
Честота на рекомбинация = (# на рекомбинантното потомство / общо # на потомството) * 100m
Тъй като един сантиморган е равен на един процент честота на рекомбинация, можете също да напишете този процент, който получавате, както в сантиморганни единици. Например, ако получите отговор от 67 процента, в сантиморгани това би било 67 cM.
Примерно изчисление
Нека продължим с примера, използван по-горе. Тези две мухи се чифтосват и имат следния брой потомство:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Общото потомство е равно на всички добавени потомци, което е:
Общо потомство = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Рекомбинантното потомство е равно на потомственото число на Jjrr и jjRr, което е:
Рекомбинантно потомство = 143 + 137 = 280
И така, честотата на рекомбинация при сантиморгани е:
Честота на рекомбинация = (280 / 1,884) * 100 = 14,9% = 14,9 cM