Dalam kehidupan sehari-hari, kita mengukur jarak dalam satuan meter, kaki, mil, milimeter, dll. Tetapi bagaimana Anda mengungkapkan jarak antara dua gen pada kromosom? Semua unit pengukuran standar terlalu besar dan tidak benar-benar berlaku untuk genetika kita.
Di situlah unitnya centimorgan (sering disingkat menjadi cM) masuk. Sementara centimorgan digunakan sebagai satuan jarak untuk mewakili gen pada kromosom, centimorgan juga digunakan sebagai satuan probabilitas untuk frekuensi rekombinasi.
rekombinasi adalah fenomena alam (yang juga digunakan dalam rekayasa genetika) di mana selama peristiwa persilangan gen "bertukar" di sekitar kromosom. Ini mengatur ulang gen, yang dapat menambah variabilitas genetik gamet dan juga dapat digunakan untuk rekayasa genetika buatan.
Apa Itu Centimorgan?
SEBUAH centimorgan, juga dikenal dan ditulis sebagai unit peta genetik (gmu), pada intinya adalah unit probabilitas. Satu cM sama dengan jarak dua gen yang memberikan frekuensi rekombinasi satu persen. Dengan kata lain, satu cM mewakili a
satu persen kesempatan bahwa satu gen akan terpisah dari gen lain karena peristiwa persilangan.Semakin besar jumlah centimorgans, semakin jauh gen dari satu sama lain.
Ini masuk akal ketika Anda memikirkan apa itu pindah silang dan rekombinasi. Jika dua gen berada tepat di sebelah satu sama lain, ada kemungkinan jauh lebih kecil bahwa mereka akan terpisah satu sama lain hanya karena mereka dekat. bersama-sama, itulah sebabnya persentase rekombinasi yang diwakili oleh satu cM sangat rendah: Sangat kecil kemungkinannya terjadi ketika gen dekat bersama.
Ketika dua gen terpisah lebih jauh, alias jarak cM lebih besar, itu berarti mereka lebih mungkin untuk berpisah selama acara persilangan, yang sesuai dengan probabilitas (dan jarak) yang lebih tinggi yang diwakili oleh centimorgan satuan.
Bagaimana Centimorgans Digunakan?
Karena centimorgan mewakili frekuensi rekombinasi dan jarak gen, mereka memiliki beberapa kegunaan yang berbeda. Yang pertama adalah dengan hanya memetakan lokasi gen pada kromosom. Para ilmuwan telah memperkirakan bahwa satu cM kira-kira setara dengan satu juta pasangan basa pada manusia.
Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk melakukan tes untuk memahami frekuensi rekombinasi dan kemudian menyamakannya dengan panjang dan jarak gen, yang memungkinkan mereka membuat peta kromosom dan gen.
Hal ini juga dapat digunakan dengan cara sebaliknya. Jika Anda mengetahui jarak antara dua gen dalam pasangan basa, misalnya, Anda dapat menghitungnya dalam centimorgan dan, dengan demikian, menghitung frekuensi rekombinasi untuk gen tersebut. Ini juga digunakan untuk menguji apakah gen "terkait", yang berarti sangat berdekatan pada kromosom.
Jika frekuensi rekombinasi adalah kurang dari 50 cM, itu berarti gen terkait. Dengan kata lain, ini berarti bahwa kedua gen itu berdekatan dan "terkait" dengan berada di kromosom yang sama. Jika dua gen memiliki frekuensi rekombinasi lebih besar dari 50 cM, maka mereka tidak terhubung dan dengan demikian on kromosom yang berbeda atau sangat berjauhan pada kromosom yang sama.
Rumus dan Perhitungan Centimorgan
Untuk kalkulator centimorgan, Anda memerlukan nilai jumlah total keturunan dan jumlah keturunan rekombinan. Keturunan rekombinan adalah keturunan yang memiliki kombinasi alel non-parental. Untuk melakukan ini, para ilmuwan menyilangkan heterozigot ganda dengan resesif homozigot ganda (untuk gen yang diinginkan), yang disebut "penguji".
Misalnya, ada lalat jantan dengan genotipe JjRr dan lalat betina dengan jjrr. Semua telur betina akan memiliki genotipe "jr". Sperma laki-laki tanpa peristiwa crossover hanya akan memberikan JR dan jr. Namun, berkat peristiwa crossover dan rekombinasi, mereka juga berpotensi memberikan Jr atau jR.
Jadi, langsung diwarisi genotipe induk akan menjadi JjRr atau jjrr. Keturunan rekombinan adalah mereka yang memiliki genotipe Jjrr atau jjRr. Keturunan lalat dengan genotipe tersebut adalah keturunan rekombinan karena kombinasi itu biasanya tidak mungkin terjadi kecuali jika ada peristiwa persilangan telah terjadi.
Anda harus melihat semua progeni dan menghitung progeni total dan progeni rekombinan. Setelah Anda memiliki nilai untuk total dan keturunan rekombinan dalam eksperimen yang Anda jalankan, Anda dapat menghitung frekuensi rekombinasi menggunakan rumus centimorgan berikut:
Frekuensi Rekombinasi = (# keturunan rekombinan / total # keturunan) * 100m
Karena satu centimorgan sama dengan satu persen frekuensi rekombinasi, Anda juga dapat menulis persentase yang Anda dapatkan seperti dalam satuan centimorgan. Misalnya, jika Anda mendapat jawaban 67 persen, dalam centimorgan itu akan menjadi 67 cM.
Contoh Perhitungan
Mari kita lanjutkan dengan contoh yang digunakan di atas. Kedua lalat tersebut kawin dan memiliki jumlah keturunan sebagai berikut:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Jumlah keturunan sama dengan semua keturunan yang ditambahkan, yaitu:
Total keturunan = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Keturunan rekombinan sama dengan jumlah keturunan Jjrr dan jjRr, yaitu:
Keturunan rekombinan = 143 + 137 = 280
Jadi, frekuensi rekombinasi dalam centimorgans adalah:
Frekuensi rekombinasi = (280 / 1.884) * 100 = 14,9 persen = 14,9 cM
