Dans la vie de tous les jours, nous mesurons les distances en mètres, pieds, miles, millimètres, etc. Mais comment exprimeriez-vous la distance entre deux gènes sur un chromosome? Toutes les unités de mesure standard sont beaucoup trop grandes et ne s'appliquent pas vraiment à notre génétique.
C'est là que l'unité centimorgan (souvent abrégé en cm) entre. Alors que les centimorgans sont utilisés comme unité de distance pour représenter les gènes sur un chromosome, ils sont également utilisés comme unité de probabilité pour la fréquence de recombinaison.
Recombinaison est un phénomène naturel (qui est également utilisé en génie génétique) où, lors d'événements de croisement, les gènes sont "échangés" sur les chromosomes. Cela réarrange les gènes, ce qui peut augmenter la variabilité génétique des gamètes et peut également être utilisé pour le génie génétique artificiel.
Qu'est-ce qu'un Centimorgan ?
UNE centimorgan, également connu et écrit comme un unité de carte génétique (gmu), est, au fond, une unité de probabilité. Un cM est égal à la distance de deux gènes qui donne une fréquence de recombinaison d'un pour cent. En d'autres termes, un cM représente un
Plus la quantité de centimorgans est grande, plus les gènes sont éloignés les uns des autres.
Cela a du sens lorsque vous pensez à ce qu'est le croisement et la recombinaison. Si deux gènes sont juste à côté l'un de l'autre, il y a beaucoup moins de chances qu'ils soient séparés l'un de l'autre simplement parce qu'ils sont proches ensemble, c'est pourquoi le pourcentage de recombinaison que représente un seul cM est si faible: il est beaucoup moins susceptible de se produire lorsque les gènes sont proches ensemble.
Lorsque deux gènes sont plus éloignés, c'est-à-dire que la distance cM est plus grande, cela signifie qu'ils sont beaucoup plus susceptibles de se séparer lors d'un événement de croisement, ce qui correspond à la probabilité (et à la distance) la plus élevée représentée par le centimorgan unité.
Comment les Centimorgans sont-ils utilisés ?
Parce que les centimorgans représentent à la fois la fréquence de recombinaison et les distances des gènes, ils ont quelques utilisations différentes. La première consiste simplement à cartographier l'emplacement des gènes sur les chromosomes. Les scientifiques ont estimé qu'un cM équivaut à peu près à un million de paires de bases chez l'homme.
Cela permet aux scientifiques d'effectuer des tests pour comprendre la fréquence de recombinaison, puis de l'assimiler à la longueur et à la distance des gènes, ce qui leur permet de créer des cartes chromosomiques et génétiques.
Il peut également être utilisé en sens inverse. Si vous connaissez la distance entre deux gènes en paires de bases, par exemple, vous pouvez ensuite la calculer en centimorgans et, ainsi, calculer la fréquence de recombinaison de ces gènes. Ceci est également utilisé pour tester si les gènes sont "liés", c'est-à-dire très proches les uns des autres sur le chromosome.
Si la fréquence de recombinaison est moins que 50 cM, cela signifie que les gènes sont liés. Ceci, en d'autres termes, signifie que les deux gènes sont proches l'un de l'autre et sont « liés » en étant sur le même chromosome. Si deux gènes ont une fréquence de recombinaison plus grand que 50 cM, alors ils ne sont pas liés et sont donc sur différents chromosomes ou alors très éloigné sur le même chromosome.
Formule et calcul Centimorgan
Pour une calculatrice centimorgan, vous aurez besoin des valeurs du nombre total de descendants et du nombre de descendants recombinants. Les descendants recombinants sont des descendants qui ont une combinaison d'allèles non parentaux. Pour ce faire, les scientifiques croisent un double hétérozygote avec un double homozygote récessif (pour les gènes d'intérêt), que l'on appelle le « testeur ».
Par exemple, disons qu'il y a une mouche mâle avec un génotype JjRr et une mouche femelle avec un jjrr. Tous les œufs de la femelle porteront le génotype "jr". Le sperme du mâle sans événements croisés ne donnerait que JR et jr. Cependant, grâce aux événements croisés et à la recombinaison, ils pourraient aussi potentiellement donner Jr ou jR.
Donc, directement hérité génotypes parentaux serait JjRr ou jjrr. Descendance recombinante seraient ceux avec le génotype Jjrr ou jjRr. La descendance des mouches avec ces génotypes serait descendance recombinante puisque cette combinaison ne serait normalement pas possible à moins qu'un événement de croisement s'était produit.
Vous devrez examiner toute la descendance et compter à la fois la descendance totale et la descendance recombinante. Une fois que vous avez les valeurs pour la descendance totale et recombinante dans une expérience que vous exécutez, vous pouvez calculer la fréquence de recombinaison à l'aide de la formule centimorgan suivante :
Fréquence de recombinaison = (nombre de descendants recombinants / nombre total de descendants) * 100m
Étant donné qu'un centimorgan est égal à un pour cent de fréquence de recombinaison, vous pouvez également écrire ce pourcentage que vous obtenez en unités centimorgan. Par exemple, si vous obtenez une réponse de 67 %, en centimorgans, ce serait 67 cm.
Exemple de calcul
Continuons avec l'exemple utilisé ci-dessus. Ces deux mouches s'accouplent et ont le nombre de descendants suivant :
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
La descendance totale est égale à toutes ces descendances ajoutées, c'est-à-dire :
Descendance totale = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
La descendance recombinante est égale au nombre de descendance de Jjrr et jjRr, qui est :
Descendance recombinante = 143 + 137 = 280
Ainsi, la fréquence de recombinaison en centimorgans est :
Fréquence de recombinaison = (280/1 884) * 100 = 14,9 pour cent = 14,9 cM
