Jei esate genetikos studentas, tikriausiai sužinojote, kad genai dažnai būna skirtingos versijos (paprastai dvi) vadinamas „aleliais“. Vienas iš šių alelių paprastai yra „dominuojantis“ prieš kitus, pastarasis vadinamas „recesyviniu“ kopija. Jūs žinote, kad kiekvienas turi du genus kiekvienam genui ir gauna po vieną alelį iš kiekvieno iš tėvų.
Šie faktai kartu reiškia, kad jei turite tėvų, turinčių žinomą geno geną, ty žinote, ką Aleliai, prie kurių jie gali prisidėti, - naudodamiesi pagrindine matematika galite numatyti tikimybę, kad šių tėvų vaikas turės tam tikrą genotipas. Išplėtę, jūs taip pat galite numatyti tikimybę, kad bet kuris vaikas parodys tam tikrą fenotipą, kuris yra genetiškai užkoduotų bruožų fizinė išraiška.
Realybėje reprodukcinė mikrobiologija išskiria šiuos skaičius dėl vadinamo reiškinio „rekombinacija."
Paprastas Mendelio paveldėjimas
Tarkime, kad mielų ateivių rūšyje violetiniai plaukai dominuoja virš geltonų plaukų. Šiame pavyzdyje šiuos alelius žymi raidės P (dominuojantys purpuriniai plaukai) ir p (recesyvūs geltoni plaukai). Panašiai tarkime, kad apvalios galvos (R) yra dominuojančios virš plokščių galvų (r).
Remdamiesi šia informacija, galite nustatyti tam tikrus dalykus. Jei žinote, kad kiekvienas iš tėvų yra heterozigotinis abiem šiems bruožams - tai yra, ir motina, ir tėvas turi vieną dominuojantį ir vieną recesyvinį alelį plaukų spalvos geno vietoje (lokuse) ir galvos formos geno lokusas - tada žinai, kad kiekvienas iš tėvų turi PpRr genotipą. Galimi palikuonių genotipai yra PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRr ir pprr.
A Punnett aikštė atskleidžia, kad šių genotipų santykis yra 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1, o tai savo ruožtu sukuria fenotipinį santykį 9: 3: 3: 1. Tai reiškia, kad kiekvienam iš 16 vaikų, kuriuos pagimdė šie tėvai, turėtumėte tikėtis 9 purpuriniais, apvalios galvos kūdikiais; 3 purpurinio ir plokščiagalvio kūdikio; 3 geltonplaukiai, apvalia galva kūdikiai; ir 1 geltonplaukis, plokščiagalvis kūdikis. Šie santykiai savo ruožtu nustatomi iki 9/16 = 0,563, 3/16 = 0,188, 3/16 = 0,188 ir 1/16 = 0,062. Tai taip pat gali būti išreikšta procentais, padauginus iš 100.
Tačiau gamta įveda į šiuos skaičius kritinę raukšlę: atliekant tokius skaičiavimus daroma prielaida, kad šie aleliai yra paveldimi nepriklausomai, tačiau „genų susiejimo“ reiškinys šią prielaidą patvirtina.
Genų susiejimas: apibrėžimas
Genai, esantys arti vienas kito, koduoja skirtingus požymius, gali būti perduodami kaip vienetas proceso dėka vadinamas „rekombinacija“. Tai įvyksta lytinio dauginimosi metu, kai keičiamasi genetine medžiaga, vadinama "perėjimas"Tikimybė, kad tai atsitiks poroje genų, yra susijusi su tuo, kaip fiziškai arti genai yra chromosomoje.
Apsvarstykite mažą lietų, atsirandantį jūsų mieste, kai visi būna lauke ir daro skirtingus dalykus. Jei įkliūsite į lietų, kokia tikimybė, kad atsitiktinai parinktas draugas taip pat bus tarp pamerktų? Aišku, tai priklauso nuo to, kaip arti jūsų būna pasirinktas draugas. Genų susiejimas veikia pagal tą patį pagrindinį principą.
Rekombinacijos dažnis
Norint nustatyti, kaip arti geno du aleliai naudoja vien reprodukcinius duomenis - tai yra išspręsti genų kartografavimas problemos - mokslininkai nagrinėja skirtumą tarp numatomų fenotipinių santykių palikuonių populiacijoje ir faktinių santykių.
Tai daroma sukryžminus „dihibridinį“ tėvą su atžala, kuriai būdingi abu recesyviniai bruožai. Jūsų ateivių susiejimo biologijos atveju tai reiškia purpurinio, apvalaus galvos užsieniečio kirtimą (kuris, dihibridinis organizmas, turintis genotipą PpRr) su mažiausiai tikėtinu tokio poravimosi produktu - geltonplaukiu, plokščiagalviu ateiviu (pprr).
Tarkime, kad taip gaunami šie duomenys apie 1000 palikuonių:
- Violetiniai plaukai, apvali galva: 404
- Violetiniai plaukai, plokščia galva: 100
- Geltoni plaukai, apvali galva: 98
- Geltoni plaukai, plokščia galva: 398
Svarbiausias ryšių kartografavimo problemų sprendimas yra pripažinti, kad jei du genai nesusiję, palikuonių genotipai ir fenotipai turėtų būti gaminami iš esmės vienodais kiekiais. Tačiau, kaip matote iš duomenų rezultatų, jie gaminami ne vienodais kiekiais.
Susijusių genų atveju tėvų chromosomų konfigūracijos (dar žinomos kaip PpRr, purpuraplaukės apvalios galvos ir pprr, geltonplaukė plokščiagalvė) yra per daug atstovaujama, o rekombinantinės konfigūracijos (Pprr ir ppRr) yra kur kas mažiau.
Tai leidžia apskaičiuoti rekombinacijos dažnį, kuris yra tiesiog rekombinantinis palikuonis, padalytas iš bendro palikuonių:
(100 + 98) ÷ (100 + 398 + 404 + 98) = 0.20
Genetikai apskaičiuoja atitinkamą procentą, kad priskirtų genetinio ryšio laipsnį, kuris turi „centimorganų“ arba cM vienetus. Šiuo atveju vertė yra 0,20 karto 100 arba 20%.
Kuo mažesnis rekombinacijos dažnis, tuo labiau genai yra fiziškai susiję.
Pagalvokite apie tai taip: kuo arčiau vienas kito genai yra chromosomoje, tuo arčiau jie yra fiziškai. Dėl šio fizinio artumo rekombinacijos (taigi ir susijusių genų atskyrimo) tikimybė yra daug mažesnė, nes jie yra tokie artimi. Nors rekombinacijos dažnis nėra tiesioginis šio fizinio artumo matas, jis mums pateikia šio artumo įvertinimą.
Apibendrinant: Jūs vertinate, kad du genai, turintys didelį rekombinacijos dažnį, greičiausiai bus toliau vienas nuo kito, o tie, kurių rekombinacijos dažnis yra mažas, greičiausiai bus arčiau vienas kito.
