Kui olete geneetika õppur, olete tõenäoliselt õppinud, et geenidel on sageli erinevad versioonid (tavaliselt kaks) nimetatakse "alleelideks". Üks neist alleelidest on tavaliselt teiste suhtes "domineeriv", viimaseid nimetatakse "retsessiivseteks" koopia. Teate, et kõik kannavad iga geeni kohta kahte alleeli ja saavad igalt vanemalt ühe alleeli.
Need faktid kokku tähendavad, et kui teil on vanemad, kellel on kõnealuse geeni teadaolev genotüüp - see tähendab, et teate, mida alleelid, kuhu nad on võimelised panustama - saate kasutada põhimatemaatikat, et ennustada nende vanemate lapse tõenäosust genotüüp. Laiendusega saate ennustada ka võimalusi, et iga laps kuvab antud fenotüübi, mis on geneetiliselt kodeeritud tunnuste füüsiline väljendus.
Tegelikkuses varjab reproduktiivne mikrobioloogia neid numbreid nn nähtuse tõttu "rekombinatsioon."
Lihtne mendeli pärand
Oletame, et armsate tulnukate liikide puhul on kollaste juuste ees domineerivad lillad juuksed. Selles näites on need alleelid tähtedega P (domineerivad lillad juuksed) ja p (retsessiivsed kollased juuksed). Samamoodi oletame, et ümarad pead (R) on domineerivad lamedate peade (r) ees.
Selle teabe põhjal saate kindlaks teha teatud asjad. Kui teate, et iga vanem on heterosügootne mõlema omaduse puhul - see tähendab, et nii emal kui isal on nii domineeriv kui ka üks retsessiivne alleel nii juuksevärvi geeni asukohas (lookuses) kui ka peakujuline geenilookus - siis teate, et igal vanemal on genotüüp PpRr. Järglaste võimalikud genotüübid on PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRr ja pprr.
A Punnetti väljak paljastab, et nende genotüüpide suhe on 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1, mis omakorda annab fenotüübilise suhte 9: 3: 3: 1. See tähendab, et kõigi nende vanemate toodetud 16 lapse kohta ootaksite 9 lillakarvalist ümmarguse peaga last; 3 lillakarvalist ja lamedapäist imikut; 3 kollase karvaga ümmarguse peaga imikut; ja 1 kollase karvaga lameda peaga laps. Need suhted saavad omakorda 9/16 = 0,563, 3/16 = 0,188, 3/16 = 0,188 ja 1/16 = 0,062. Neid võib väljendada ka protsentides, korrutades 100-ga.
Kuid loodus toob nendesse numbritesse kriitilise kortsu: selliste arvutustega eeldatakse, et need alleelid on päritud iseseisvalt, kuid "geenide seos" nähtus toetab seda oletust.
Geenide seos: määratlus
Geene, mis on üksteisele lähedased ja koodivad erinevaid tunnuseid, võib tänu protsessile ühikuna edasi anda nimetatakse "rekombinatsiooniks". See toimub sugulise paljunemise käigus osana nn geneetilise materjali vahetamisest "üle minnes. "Selle juhtumise tõenäosus geenipaaris on seotud sellega, kui geenid füüsiliselt üksteise lähedal kromosoomis asuvad.
Mõelgem väikesele vihmasajule, mis juhtub teie linnas, kui kõik juhtuvad olema väljaspool erinevaid asju. Kui satute vihma kätte, siis kui suur on tõenäosus, et ka juhuslikult valitud sõber on läbimärgatute seas? Selgelt sõltub see sellest, kui lähedal valitud sõber teile juhtub olema. Geenisidumine toimib sama põhiprintsiibi järgi.
Rekombinatsiooni sagedus
Selleks, et määrata, kui tihedalt geenil asuvad kaks alleeli, kasutatakse ainult reproduktiivseid andmeid - see tähendab lahendamiseks geenide kaardistamine probleemid - teadlased vaatavad järglaste populatsiooni prognoositud fenotüübiliste suhtarvude ja tegelike suhtarvude vahelist erinevust.
Seda tehakse "dihübriidse" vanema ristamisel järglastega, kellel on mõlemad retsessiivsed omadused. Teie välismaalase sidumisbioloogia puhul tähendab see lillakarvalise, ümmarguse peaga tulnukaga ristumist (mis dihübriidne organism, genotüübiga PpRr) on sellise paaritumise kõige vähem tõenäoline toode - kollakarvaline lamedapäine (pprr).
Oletame, et see annab 1000 järglase kohta järgmised andmed:
- Lillad, ümar peaga juuksed: 404
- Lillad juuksed, lameda peaga: 100
- Kollased juuksed, ümmargune pea: 98
- Kollased juuksed, lameda peaga: 398
Sidemete kaardistamise probleemide lahendamise võti on teadvustada, et kui kaks geeni pole omavahel seotud, siis tuleks järglaste genotüüpe ja fenotüüpe toota põhimõtteliselt võrdsetes kogustes. Kuid nagu andmete tulemustest näha, ei toodeta neid võrdsetes kogustes.
Seotud geenide puhul on vanemate kromosomaalsed konfiguratsioonid (aka PpRr, lillakarvalised ümmargused ja pprr, kollakarvalised lamedapäised) on arvus üle esindatud, rekombinantsed konfiguratsioonid (Pprr ja ppRr) palju vähem.
See võimaldab arvutada rekombinatsiooni sageduse, mis on lihtsalt rekombinantsed järglased jagatud järgmiste järglastega:
(100 + 98) ÷ (100 + 398 + 404 + 98) = 0.20
Geneetikud arvutavad vastava protsendi, et määrata geneetilise sideme aste, mille ühikud on "sentimorgaanid" või cM. Sel juhul on väärtus 0,20 korda 100 ehk 20%.
Mida madalam on rekombinatsiooni sagedus, seda tihedamalt on geenid füüsiliselt seotud.
Mõelge sellele nii: mida lähemal on geenid kromosoomis üksteisega, seda lähemal on nad füüsiliselt. See füüsiline lähedus muudab rekombinatsiooni (ja seega seotud geenide eraldamise) tõenäosuse palju väiksemaks, kuna need on nii lähedal. Kuigi rekombinatsiooni sagedus ei ole selle füüsilise läheduse otsene mõõde, annab see meile hinnangu selle läheduse kohta.
Kokkuvõtteks: Teie hinnangul on kaks suure rekombinatsioonisagedusega geeni tõenäoliselt üksteisest kaugemal, samas kui väikese rekombinatsioonisagedusega geenid on tõenäoliselt üksteisele lähemal.
