Igapäevaelus mõõdame vahemaid meetrites, jalgades, miilides, millimeetrites jne. Kuidas aga väljendada kahe geeni vahelist kaugust kromosoomis? Kõik standardsed mõõtühikud on liiga suured ega kehti tegelikult meie geneetika kohta.
Seal see üksus ongi sentimorgan (sageli lühendatult cM) tuleb sisse. Kui sentimorgaane kasutatakse kromosoomis olevate geenide esitamiseks kauguse ühikuna, kasutatakse seda ka rekombinatsiooni sageduse tõenäosuse ühikuna.
Rekombinatsioon on loodusnähtus (seda kasutatakse ka geenitehnoloogias), kus ristumisürituste ajal "vahetatakse" geenid kromosoomides ringi. Nii korraldatakse ümber geenid, mis võivad suurendada sugurakkude geneetilist varieeruvust ja mida saab kasutada ka kunstliku geenitehnoloogia jaoks.
Mis on Centimorgan?
A sentimorgan, tuntud ja kirjutatud ka kui geneetilise kaardi üksus (gmu) on südames tõenäosuse ühik. Üks cM on võrdne kahe geeni kaugusega, mis annab rekombinatsiooni sageduseks ühe protsendi. Teisisõnu, üks cM tähistab a ühe protsendi võimalus et üks geen eraldatakse ristsündmuse tõttu teisest geenist.
Mida suurem on sentimorgaanide hulk, seda kaugemal on geenid üksteisest.
See on mõttekas, kui mõelda, mis on ületamine ja rekombinatsioon. Kui kaks geeni on üksteise kõrval, on palju väiksem võimalus, et nad eraldatakse üksteisest lihtsalt seetõttu, et nad on lähedal koos, mistõttu on ühe cM-i rekombinatsiooni protsent nii madal: see on palju vähem tõenäoline, kui geenid on lähedal koos.
Kui kaks geeni on üksteisest kaugemal ehk cM kaugus on suurem, tähendab see, et nad eralduvad palju tõenäolisemalt ristumise sündmuse ajal, mis vastab tsentimorgani esindatud suuremale tõenäosusele (ja kaugusele) üksus.
Kuidas kasutatakse centimorgane?
Kuna sentimorgaanid esindavad nii rekombinatsioonide sagedust kui ka geenidistantse, on neil paar erinevat kasutamist. Esimene neist on lihtsalt kaardistada geenide asukoht kromosoomides. Teadlased on hinnanud, et üks cM on inimestel ligikaudu võrdne miljoni aluspaariga.
See võimaldab teadlastel teha rekombinatsiooni sageduse mõistmiseks katseid ja samastada see seejärel geenide pikkuse ja kaugusega, mis võimaldab neil luua kromosoomi- ja geenikaarte.
Seda saab kasutada ka vastupidisel viisil. Kui teate näiteks kahe geenide vahekaugust aluspaarides, saate selle arvutada sentimeorgaanides ja seega arvutada nende geenide rekombinatsioonisagedus. Seda kasutatakse ka selleks, et testida, kas geenid on "seotud", mis tähendab kromosoomis väga lähestikku.
Kui rekombinatsiooni sagedus on vähem kui 50 cM, see tähendab, et geenid on omavahel seotud. Teisisõnu tähendab see, et need kaks geeni on tihedalt koos ja on "seotud", olles sellel sama kromosoom. Kui kahel geenil on rekombinatsioonisagedus suurem kui 50 cm, siis nad pole omavahel seotud ja on seega sisse lülitatud erinevad kromosoomid või väga kaugel üksteisest samal kromosoomil.
Centimorgani valem ja arvutus
Sentimorgani kalkulaatori jaoks vajate nii järglaste koguarvu kui ka rekombinantsete järglaste arvu väärtusi. Rekombinantsed järeltulijad on järglased, kellel on alleelide alleelide kombinatsioon. Selleks ristavad teadlased topeltheterosügoodi kahekordse homosügootse retsessiiviga (huvipakkuvate geenide jaoks), mida nimetatakse "testeriks".
Oletame näiteks, et seal on isakärbes genotüübiga JjRr ja emane kärbes jjrr-ga. Kõigil emasloomade munadel on genotüüp "jr". Isase sperma ilma ristumisüritusteta annaks ainult JR-le ja nooremale. Kuid tänu ristumisüritustele ja rekombinatsioonile võivad nad potentsiaalselt anda ka Jr või jR.
Niisiis, otse päritud vanemate genotüübid oleks kas JjRr või jjrr. Rekombinantsed järglased oleks need, kelle genotüüp on Jjrr või jjRr. Kärbsejärglased nende genotüüpidega oleksid rekombinantsed järeltulijad, kuna see kombinatsioon ei oleks tavaliselt võimalik, kui ei toimu ristumisüritust oli juhtunud.
Peate vaatama kõiki järglasi ja loendama nii järglasi kui ka rekombinantseid järglasi. Kui teil on käimasolevas katses nii kogu- kui ka rekombinantse järglase väärtused, saate arvutada rekombinatsiooni sageduse järgmise sentimorgani valemi abil:
Rekombinatsiooni sagedus = (rekombinantsete järglaste arv / järglaste koguarv) * 100m
Kuna üks sentimorgan on võrdne ühe protsendi rekombinatsiooni sagedusega, võite selle protsendi kirjutada ka sentimorgani ühikutes. Näiteks kui teil on vastus 67 protsenti, siis sentimorgaanides oleks see 67 cm.
Näide Arvutus
Jätkame ülaltoodud näite abil. Need kaks kärbset paarituvad ja neil on järgmine arv järglasi:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Järglaste koguarv on võrdne kõigi lisatud järeltulijatega, mis on:
Kogu järglane = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinantne järglane on võrdne Jjrr ja jjRr järglaste arvuga, mis on:
Rekombinantsed järglased = 143 + 137 = 280
Nii on rekombinatsiooni sagedus sentimorgaanides:
Rekombinatsiooni sagedus = (280/1 884) * 100 = 14,9 protsenti = 14,9 cM
