Nella vita di tutti i giorni, misuriamo le distanze in termini di metri, piedi, miglia, millimetri, ecc. Ma come esprimeresti la distanza tra due geni su un cromosoma? Tutte le unità di misura standard sono troppo grandi e non si applicano alla nostra genetica.
Ecco dove l'unità centimorgan (spesso abbreviato in cm) entra. Mentre i centimorgan sono usati come unità di distanza per rappresentare i geni su un cromosoma, è anche usato come unità di probabilità per la frequenza di ricombinazione.
Ri combinazione è un fenomeno naturale (utilizzato anche nell'ingegneria genetica) in cui durante gli eventi di crossover i geni vengono "scambiati" sui cromosomi. Questo riorganizza i geni, che possono aumentare la variabilità genetica dei gameti e possono essere utilizzati anche per l'ingegneria genetica artificiale.
Che cos'è un centimorgan?
UN centimorgan, noto e scritto anche come a unità della mappa genetica (gmu), è, in fondo, un'unità di probabilità. Un cM è uguale alla distanza di due geni che dà una frequenza di ricombinazione dell'uno percento. In altre parole, un cM rappresenta a
una possibilità per cento che un gene sarà separato da un altro gene a causa di un evento di crossover.Maggiore è la quantità di centimorgan, più lontani sono i geni l'uno dall'altro.
Questo ha senso quando pensi a cosa siano l'incrocio e la ricombinazione. Se due geni sono uno accanto all'altro, c'è una possibilità molto più piccola che vengano separati l'uno dall'altro semplicemente perché sono vicini insieme, motivo per cui la percentuale di ricombinazione rappresentata da un singolo cM è così bassa: è molto meno probabile che si verifichi quando i geni sono vicini insieme.
Quando due geni sono più distanti, ovvero la distanza cM è maggiore, significa che è molto più probabile che si separino durante un evento di cross over, che corrisponde alla maggiore probabilità (e distanza) rappresentata dal centimorgan unità.
Come vengono utilizzati i centimorgan?
Poiché i centimorgan rappresentano sia la frequenza di ricombinazione che le distanze geniche, hanno alcuni usi diversi. Il primo è semplicemente mappare la posizione dei geni sui cromosomi. Gli scienziati hanno stimato che un cM è approssimativamente equivalente a un milione di paia di basi nell'uomo.
Ciò consente agli scienziati di eseguire test per comprendere la frequenza di ricombinazione e quindi associarla alla lunghezza e alla distanza del gene, il che consente loro di creare mappe cromosomiche e geniche.
Può essere utilizzato anche al contrario. Se conosci la distanza tra due geni in coppie di basi, ad esempio, puoi calcolarla in centimorgan e, quindi, calcolare la frequenza di ricombinazione per quei geni. Questo è anche usato per verificare se i geni sono "collegati", cioè molto vicini tra loro sul cromosoma.
Se la frequenza di ricombinazione è meno di 50 cM, significa che i geni sono collegati. Questo, in altre parole, significa che i due geni sono vicini tra loro e sono "legati" stando sul stesso cromosoma. Se due geni hanno una frequenza di ricombinazione più grande di 50 cM, quindi non sono collegati e sono quindi accesi cromosomi diversi o molto distanti sullo stesso cromosoma.
Centimorgan Formula e calcolo
Per un calcolatore di centimorgan, avrai bisogno dei valori sia del numero totale di progenie che del numero di progenie ricombinante. La progenie ricombinante è la progenie che ha una combinazione di alleli non parentali. Per fare ciò, gli scienziati incrociano un doppio eterozigote con un doppio omozigote recessivo (per i geni di interesse), chiamato "tester".
Ad esempio, supponiamo che ci sia una mosca maschio con un genotipo JjRr e una mosca femmina con jjrr. Tutte le uova della femmina avranno il genotipo "jr". Lo sperma del maschio senza eventi incrociati darebbe solo a JR e jr. Tuttavia, grazie agli eventi crossover e alla ricombinazione, potrebbero anche potenzialmente dare Jr o jR.
Quindi, direttamente ereditato genotipi parentali sarebbe JjRr o jjrr. Progenie ricombinante sarebbero quelli con il genotipo Jjrr o jjRr. La progenie di mosche con quei genotipi sarebbe progenie ricombinante poiché quella combinazione non sarebbe normalmente possibile a meno che un evento crossover fosse avvenuto.
Dovrai esaminare tutta la progenie e contare sia la progenie totale che la progenie ricombinante. Una volta ottenuti i valori per la progenie totale e ricombinante in un esperimento che stai eseguendo, puoi calcolare la frequenza di ricombinazione utilizzando la seguente formula di centimorgan:
Frequenza di ricombinazione = (n. di progenie ricombinante/n. totale di progenie) * 100 m
Poiché un centimorgan è uguale all'1% della frequenza di ricombinazione, puoi anche scrivere quella percentuale che ottieni come unità di centimorgan. Ad esempio, se ottieni una risposta del 67 percento, in centimorgan sarebbe 67 cM.
Esempio di calcolo
Continuiamo con l'esempio usato sopra. Queste due mosche si accoppiano e hanno il seguente numero di progenie:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
La progenie totale è uguale a tutta quella progenie aggiunta, ovvero:
Progenie totale = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
La progenie ricombinante è uguale al numero di progenie di Jjrr e jjRr, che è:
Progenie ricombinante = 143 + 137 = 280
Quindi, la frequenza di ricombinazione in centimorgan è:
Frequenza di ricombinazione = (280 / 1.884) * 100 = 14,9 percento = 14,9 cM