Στην καθημερινή ζωή, μετράμε τις αποστάσεις σε μέτρα, πόδια, μίλια, χιλιοστά κ.λπ. Αλλά πώς θα εκφράζατε την απόσταση μεταξύ δύο γονιδίων σε ένα χρωμόσωμα; Όλες οι τυπικές μονάδες μέτρησης είναι πολύ μεγάλες και δεν ισχύουν πραγματικά για τη γενετική μας.
Εκεί βρίσκεται η μονάδα centimorgan (συχνά συντομογραφία εκ) Έρχεται σε. Ενώ τα centimorgans χρησιμοποιούνται ως μονάδα απόστασης για την αναπαράσταση γονιδίων σε ένα χρωμόσωμα, χρησιμοποιείται επίσης ως μονάδα πιθανότητας για συχνότητα ανασυνδυασμού.
Ανασυνδυασμός είναι ένα φυσικό φαινόμενο (που χρησιμοποιείται επίσης στη γενετική μηχανική) όπου κατά τη διάρκεια των διασταυρούμενων γεγονότων τα γονίδια "ανταλλάσσονται" γύρω στα χρωμοσώματα Αυτό αναδιατάσσει τα γονίδια, τα οποία μπορούν να προσθέσουν στη γενετική μεταβλητότητα των γαμετών και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την τεχνητή γενετική μηχανική.
Τι είναι το Centimorgan;
ΕΝΑ centimorgan, επίσης γνωστό και γραμμένο ως μονάδα γενετικού χάρτη (gmu), είναι, στην καρδιά, μια μονάδα πιθανότητας. Ένα cM ισούται με την απόσταση δύο γονιδίων που δίνει συχνότητα ανασυνδυασμού ενός τοις εκατό. Με άλλα λόγια, ένα cM αντιπροσωπεύει ένα
ένα τοις εκατό πιθανότητα ότι ένα γονίδιο θα διαχωριστεί από ένα άλλο γονίδιο λόγω ενός γεγονότος cross over.Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα των centimorgans, τόσο πιο μακριά είναι τα γονίδια μεταξύ τους.
Αυτό έχει νόημα όταν σκέφτεστε τι είναι το πέρασμα και ο ανασυνδυασμός. Εάν δύο γονίδια είναι το ένα δίπλα στο άλλο, υπάρχει πολύ μικρότερη πιθανότητα να χωριστούν το ένα από το άλλο μόνο επειδή είναι κοντά μαζί, γι 'αυτό το ποσοστό του ανασυνδυασμού που αντιπροσωπεύει ένα μόνο cM είναι τόσο χαμηλό: Είναι πολύ λιγότερο πιθανό να συμβεί όταν τα γονίδια είναι κοντά μαζί.
Όταν δύο γονίδια απέχουν περισσότερο, η απόσταση cM είναι μεγαλύτερη, αυτό σημαίνει ότι είναι πολύ πιο πιθανό να διαχωριστούν κατά τη διάρκεια ενός γεγονότος cross over, το οποίο αντιστοιχεί στην υψηλότερη πιθανότητα (και απόσταση) που αντιπροσωπεύεται από το centimorgan μονάδα.
Πώς χρησιμοποιούνται τα Centimorgans;
Επειδή οι centimorgans αντιπροσωπεύουν τόσο τη συχνότητα ανασυνδυασμού όσο και τις αποστάσεις των γονιδίων, έχουν μερικές διαφορετικές χρήσεις. Ο πρώτος είναι απλώς να χαρτογραφηθεί η θέση των γονιδίων στα χρωμοσώματα. Οι επιστήμονες έχουν εκτιμήσει ότι ένα cM είναι περίπου ισοδύναμο με ένα εκατομμύριο ζεύγη βάσεων σε ανθρώπους.
Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να πραγματοποιήσουν δοκιμές για να κατανοήσουν τη συχνότητα ανασυνδυασμού και στη συνέχεια να την εξισώσουν με το μήκος και την απόσταση του γονιδίου, γεγονός που τους επιτρέπει να δημιουργήσουν χάρτες χρωμοσώματος και γονιδίων.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με αντίστροφο τρόπο. Εάν γνωρίζετε την απόσταση μεταξύ δύο γονιδίων σε ζεύγη βάσεων, για παράδειγμα, μπορείτε στη συνέχεια να το υπολογίσετε σε centimorgans και, επομένως, να υπολογίσετε τη συχνότητα ανασυνδυασμού για αυτά τα γονίδια. Αυτό χρησιμοποιείται επίσης για να ελέγξει εάν τα γονίδια είναι "συνδεδεμένα", που σημαίνει πολύ κοντά μεταξύ τους στο χρωμόσωμα.
Εάν η συχνότητα ανασυνδυασμού είναι λιγότερο από 50 cM, αυτό σημαίνει ότι τα γονίδια είναι συνδεδεμένα. Αυτό, με άλλα λόγια, σημαίνει ότι τα δύο γονίδια είναι κοντά μεταξύ τους και "συνδέονται" με το να είναι στο ίδιο χρωμόσωμα. Εάν δύο γονίδια έχουν συχνότητα ανασυνδυασμού μεγαλύτερος από 50 cM, τότε δεν συνδέονται και είναι συνεπώς ενεργοποιημένα διαφορετικά χρωμοσώματα ή πολύ μακριά στο ίδιο χρωμόσωμα.
Τύπος και υπολογισμός Centimorgan
Για έναν υπολογιστή 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 το κάνουν αυτό, οι επιστήμονες διασχίζουν ένα διπλό ετερόζυγο με διπλό ομόζυγο υπολειπόμενο (για τα γονίδια που ενδιαφέρουν), το οποίο ονομάζεται «δοκιμαστής».
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι υπάρχει μια αρσενική μύγα με γονότυπο JjRr και μια θηλυκή μύγα με jjrr. Όλα τα αυγά των θηλυκών θα έχουν τον γονότυπο "jr". Το σπέρμα του άνδρα χωρίς συμβάντα crossover θα έδινε μόνο JR και jr Ωστόσο, χάρη στα γεγονότα crossover και τον ανασυνδυασμό, θα μπορούσαν επίσης να δώσουν τον Jr ή τον jR.
Έτσι, κληρονομήθηκε άμεσα γονικοί γονότυποι θα ήταν είτε JjRr είτε jjrr. Ανασυνδυασμένοι απόγονοι θα ήταν εκείνοι με το γονότυπο Jjrr ή jjRr. Πετάξτε τους απογόνους με αυτούς τους γονότυπους ανασυνδυασμένοι απόγονοι, δεδομένου ότι αυτός ο συνδυασμός κανονικά δεν θα ήταν εφικτός, εκτός εάν ένα συμβάν crossover είχε συμβεί.
Θα πρέπει να δείτε όλους τους απογόνους και να μετρήσετε τόσο τους συνολικούς απογόνους όσο και τους ανασυνδυασμένους απογόνους. Μόλις έχετε τις τιμές τόσο για τους συνολικούς όσο και για τους ανασυνδυασμένους απογόνους σε ένα πείραμα που εκτελείτε, 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 ένα ποσοστό συχνότητας ανασυνδυασμού, μπορείτε επίσης να γράψετε το ποσοστό που λαμβάνετε όπως σε μονάδες centimorgan. Για παράδειγμα, εάν έχετε μια απάντηση 67 τοις εκατό, σε centimorgans που θα ήταν 67 cM.
Παράδειγμα υπολογισμού
Ας συνεχίσουμε με το παραπάνω παράδειγμα. Αυτές οι δύο μύγες ζευγαρώνουν και έχουν τον ακόλουθο αριθμό απογόνων:
JjRr = 789
jjrr = 815
Τζρρ = 143
jjRr = 137
Οι συνολικοί απόγονοι είναι ίσοι με όλους αυτούς τους απογόνους που προστίθενται, δηλαδή:
Συνολικοί απόγονοι = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Οι ανασυνδυασμένοι απόγονοι είναι ίσοι με τον αριθμό απογόνων των Jjrr και jjRr, που είναι:
Ανασυνδυασμένοι απόγονοι = 143 + 137 = 280
Έτσι, η συχνότητα ανασυνδυασμού σε centimorgans είναι:
Συχνότητα ανασυνδυασμού = (280 / 1.884) * 100 = 14.9 τοις εκατό = 14.9 cM