Arjessa mitataan etäisyydet metreinä, jalkoina, mailina, millimetreinä jne. Mutta miten ilmaisit kahden geenin välisen etäisyyden kromosomissa? Kaikki vakiomittausyksiköt ovat aivan liian suuria eivätkä oikein sovellu genetiikkaamme.
Siellä yksikkö sentimorgan (usein lyhennettynä cM) tulee sisään. Sentimorgaaneja käytetään etäisyysyksikkönä edustamaan geenejä kromosomissa, mutta sitä käytetään myös rekombinaatiotaajuuden todennäköisyysyksikkönä.
Rekombinaatio on luonnollinen ilmiö (jota käytetään myös geenitekniikassa), jossa crossover-tapahtumien aikana geenit "vaihdetaan" ympäri kromosomeja. Tämä järjestää uudelleen geenit, jotka voivat lisätä sukusolujen geneettistä vaihtelua ja joita voidaan käyttää myös keinotekoiseen geenitekniikkaan.
Mikä on Centimorgan?
A sentimorgan, joka tunnetaan myös nimellä a geneettinen karttayksikkö (gmu), on sydämessään todennäköisyysyksikkö. Yksi cM on yhtä suuri kuin kahden geenin etäisyys, joka antaa yhden prosentin rekombinaatiotaajuuden. Toisin sanoen yksi cM edustaa a
yhden prosentin mahdollisuus että yksi geeni erotetaan toisesta geenistä ristikkäistapahtuman vuoksi.Mitä suurempi sentimorgaanien määrä, sitä kauempana geenit ovat toisistaan.
Tämä on järkevää, kun ajattelet mitä ylitys ja rekombinaatio on. Jos kaksi geeniä on aivan vierekkäin, on paljon pienempi mahdollisuus, että ne erotetaan toisistaan yksinkertaisesti siksi, että he ovat lähellä yhdessä, minkä vuoksi yhden cM: n edustama rekombinaatioprosentti on niin pieni: Se tapahtuu paljon vähemmän todennäköisesti, kun geenit ovat lähellä yhdessä.
Kun kaksi geeniä on kauempana toisistaan, eli cM-etäisyys on suurempi, se tarkoittaa, että ne eroavat todennäköisemmin ristiintapahtuman aikana, mikä vastaa sentimorganin edustamaa suurempaa todennäköisyyttä (ja etäisyyttä) yksikkö.
Kuinka sentimorgaaneja käytetään?
Koska sentimorgaanit edustavat sekä rekombinaatiotaajuutta että geenietäisyyksiä, heillä on muutama erilainen käyttö. Ensimmäinen on yksinkertaisesti kartoittaa geenien sijainti kromosomeissa. Tutkijat ovat arvioineet, että yksi cM vastaa suunnilleen yhtä miljoonaa emäsparia ihmisillä.
Tämän avulla tutkijat voivat suorittaa testejä rekombinaatiotaajuuden ymmärtämiseksi ja verrata sen sitten geenin pituuteen ja etäisyyteen, mikä antaa heille mahdollisuuden luoda kromosomi- ja geenikarttoja.
Sitä voidaan käyttää myös päinvastaisella tavalla. Jos tiedät esimerkiksi kahden geenin välisen etäisyyden emäsparissa, voit sitten laskea sen sentimorgaaneina ja laskea siten näiden geenien rekombinaatiotaajuuden. Tätä käytetään myös testaamaan, ovatko geenit "kytkettyjä", mikä tarkoittaa hyvin lähellä toisiaan kromosomissa.
Jos rekombinaatiotaajuus on vähemmän kuin 50 cM, se tarkoittaa, että geenit ovat yhteydessä toisiinsa. Tämä tarkoittaa toisin sanoen, että nämä kaksi geeniä ovat lähellä toisiaan ja ovat "yhteydessä" olemalla sama kromosomi. Jos kahdella geenillä on rekombinaatiotaajuus suurempi kuin 50 cM, silloin ne eivät ole yhteydessä toisiinsa ja ovat siten päällä eri kromosomeja tai hyvin kaukana toisistaan samassa kromosomissa.
Centimorgan-kaava ja laskenta
Sentimorgan-laskinta varten tarvitaan sekä jälkeläisten kokonaismäärän että rekombinanttien jälkeläisten lukumäärät. Rekombinanttiset jälkeläiset ovat jälkeläisiä, joilla on ei-vanhempien alleeliyhdistelmä. Tätä varten tutkijat ylittävät kaksoisheterotsygootin kaksoishomotsygoottisen resessiivisen (kiinnostavien geenien osalta), jota kutsutaan "testaajaksi".
Oletetaan esimerkiksi, että siellä on urosperho, jonka genotyyppi on JjRr, ja naarasperho, jolla on jjrr. Kaikilla naisen munilla on genotyyppi "jr". Miehen sperma ilman crossover-tapahtumia antaisi vain JR: lle ja jr: lle. Crossover-tapahtumien ja rekombinaation ansiosta ne voivat kuitenkin myös antaa Jr: lle tai jR: lle.
Joten, suoraan peritty vanhempien genotyypit olisi joko JjRr tai jjrr. Rekombinantti jälkeläiset ovat ne, joiden genotyyppi on Jjrr tai jjRr. Fly jälkeläisiä näiden genotyyppien kanssa olisi rekombinantti jälkeläisiä, koska tämä yhdistelmä ei normaalisti olisi mahdollista, ellei crossover-tapahtuma oli tapahtunut.
Sinun on tarkasteltava kaikkia jälkeläisiä ja laskettava sekä jälkeläiset että rekombinantit jälkeläiset. Kun sinulla on arvot sekä kokonais- että rekombinanttiselle jälkeläiselle käynnissä olevassa kokeessa, voit laskea rekombinaatiotaajuuden seuraavalla centimorgan-kaavalla:
Rekombinaatiotaajuus = (rekombinanttien jälkeläisten lukumäärä / jälkeläisten kokonaismäärä) * 100m
Koska yksi sentimorgan on yhtä suuri kuin yksi prosentti rekombinaatiotaajuutta, voit myös kirjoittaa kyseisen prosenttimäärän kuten sentimorgan-yksiköissä. Esimerkiksi, jos sait vastauksen 67 prosenttia, sentimorgaaneina se olisi 67 cM.
Esimerkki laskemisesta
Jatketaan yllä käytettyä esimerkkiä. Nämä kaksi kärpästä paritetaan ja heillä on seuraava määrä jälkeläisiä:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Jälkeläisten kokonaismäärä on yhtä suuri kuin kaikki lisätyt jälkeläiset, mikä on:
Jälkeläisiä yhteensä = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinantti jälkeläinen on yhtä suuri kuin Jjrr: n ja jjRr: n jälkeläisten lukumäärä, joka on:
Rekombinantti jälkeläiset = 143 + 137 = 280
Joten, rekombinaatiotaajuus sentimorgaaneina on:
Rekombinaatiotaajuus = (280/1 884) * 100 = 14,9 prosenttia = 14,9 cM