Pokud jste studentem genetiky, pravděpodobně jste zjistili, že geny často přicházejí v odlišných verzích (obvykle ve dvou) zvané „alely“. Jedna z těchto alel je obecně „dominantní“ nad druhou, druhá se označuje jako „recesivní“ kopírovat. Víte, že každý nese pro každý gen dvě alely a od každého rodiče dostane jednu alelu.
Dohromady tyto skutečnosti naznačují, že pokud máte rodiče se známým genotypem pro daný gen - to znamená, že víte, co alely, na které jsou schopni přispět - můžete použít základní matematiku k předpovědi pravděpodobnosti, že dítě těchto rodičů dostane genotyp. Rozšířením můžete také předpovědět pravděpodobnost, že kterékoli dítě zobrazí daný fenotyp, což je fyzické vyjádření geneticky kódovaných znaků.
Ve skutečnosti reprodukční mikrobiologie potlačuje tato čísla kvůli fenoménu zvanému "rekombinace."
Jednoduchá Mendelian dědičnost
Předpokládejme, že u druhů roztomilých mimozemšťanů jsou fialové vlasy dominantní nad žlutými vlasy. V tomto příkladu jsou tyto alely reprezentovány písmeny P (dominantní fialové vlasy) a p (recesivní žluté vlasy). Podobně předpokládejme, že kulaté hlavy (R) jsou dominantní nad plochými hlavami (r).
Na základě těchto informací můžete určit určité věci. Pokud víte, že každý rodič je heterozygotní pro oba tyto rysy - to znamená, že matka i otec mají jednu dominantní a jednu recesivní alelu jak v místě genu barvy vlasů (lokus), tak v genový lokus ve tvaru hlavy - pak víte, že každý rodič má genotyp PpRr. Možné genotypy potomků jsou PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRr a pprr.
A Punnettovo náměstí odhaluje, že poměr těchto genotypů je 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1, což zase vytváří fenotypový poměr 9: 3: 3: 1. To znamená, že na každých 16 dětí vyprodukovaných těmito rodiči byste očekávali 9 fialovovlasých dětí s kulatou hlavou; 3 děti s fialovými vlasy a plochými hlavami; 3 žlutovlasá miminka s kulatou hlavou; a 1 žlutovlasé dítě s plochou hlavou. Tyto poměry zase fungují na 9/16 = 0,563, 3/16 = 0,188, 3/16 = 0,188 a 1/16 = 0,062. Ty mohou být také vyjádřeny jako procenta vynásobením 100.
Příroda však do těchto čísel vnáší kritickou vrásku: Tyto výpočty předpokládají, že tyto alely jsou zděděny nezávisle, ale fenomén „genové vazby“ tento předpoklad zvyšuje.
Gene Linkage: Definice
Geny, které jsou blízko u sebe a kódují různé vlastnosti, lze díky procesu předat jako jednotku nazývá se „rekombinace“. K tomu dochází během sexuální reprodukce jako součást výměny genetického materiálu zvaného "překračující"Pravděpodobnost, že se to stane v páru genů, souvisí s tím, jak fyzicky jsou geny na chromozomu fyzicky blízko u sebe."
Zvažte malou bouřku, která se ve vašem městě vyskytuje, když jsou všichni venku a dělají různé věci. Pokud vás chytí déšť, jaké jsou šance, že mezi promočenými bude i náhodně vybraný přítel? Je zřejmé, že to závisí na tom, jak blízko vám je vybraný přítel. Genová vazba funguje podle stejného základního principu.
Frekvence rekombinace
Chcete-li zjistit, jak blízko sebe na genu dvě alely používají pouze reprodukční data - tedy k řešení genové mapování problémy - vědci zkoumají rozdíl mezi predikovanými fenotypovými poměry v populaci potomků a skutečnými poměry.
Děje se to křížením „dihybridního“ rodiče s potomkem, který vykazuje obě recesivní vlastnosti. V případě vaší biologie spojování mimozemšťanů to znamená překročení fialovovlasého mimozemšťana s kulatou hlavou (což v případě dihybridní organismus, má genotyp PpRr) s nejméně pravděpodobným produktem takového páření - žlutovlasý, plochý mimozemšťan (pprr).
Předpokládejme, že toto získá následující data pro 1000 potomků:
- Fialové vlasy, kulatá hlava: 404
- Fialové vlasy, plochá hlava: 100
- Žluté vlasy, kulatá hlava: 98
- Žluté vlasy, plochá hlava: 398
Klíčem k řešení problémů s mapováním vazeb je uznání, že pokud nejsou dva geny propojeny, pak by genotypy a fenotypy potomků měly být produkovány v podstatě ve stejném množství. Jak však můžete vidět z výsledků údajů, nejsou vytvářeny ve stejném množství.
U spojených genů jsou rodičovské chromozomální konfigurace (aka PpRr, fialovo-vlasy s kulatými hlavami a pprr, žluté vlasy s plochými hlavami) jsou nadměrně zastoupeny, zatímco rekombinantní konfigurace (Pprr a ppRr) jsou mnohem méně.
To umožňuje výpočet frekvence rekombinace, což je jednoduše rekombinantní potomstvo vydělené celkovým počtem potomků:
(100 + 98) ÷ (100 + 398 + 404 + 98) = 0.20
Genetici vypočítají odpovídající procento k přiřazení stupně genetické vazby, která má jednotky „centimorganů“ nebo cM. V tomto případě je hodnota 0,20 krát 100, nebo 20%.
Čím nižší je frekvence rekombinace, tím těsněji jsou geny fyzicky spojeny.
Přemýšlejte o tom takto: Čím bližší jsou geny na chromozomu, tím blíže jsou fyzicky. Díky této fyzické blízkosti je pravděpodobnost rekombinace (a tedy oddělení spojených genů) mnohem nižší, protože jsou si tak blízcí. I když četnost rekombinace není přímým měřítkem této fyzické blízkosti, dává nám odhad této blízkosti.
Shrnutí: Odhadujete, že dva geny s velkou frekvencí rekombinace budou pravděpodobně dále od sebe, zatímco ty s malou frekvencí rekombinace budou pravděpodobně blíže k sobě.