Ja esat ģenētikas students, jūs, iespējams, uzzinājāt, ka gēniem bieži ir atšķirīgas versijas (parasti divas) sauc par "alēlēm". Viena no šīm alēlēm parasti ir "dominējoša" pār citām, pēdējo sauc par "recesīvu" kopija. Jūs zināt, ka ikvienam katram gēnam ir divas alēles un katram no vecākiem ir viena alēle.
Šie fakti kopā nozīmē, ka, ja jums ir vecāki ar zināmu attiecīgā gēna genotipu - tas ir, jūs zināt, ko alēles, kuras viņi spēj dot - jūs varat izmantot matemātiku, lai prognozētu varbūtību, ka šo vecāku bērns saņem noteiktu genotips. Paplašinot, jūs varat arī paredzēt iespējas, ka jebkurš bērns parādīs noteiktu fenotipu, kas ir ģenētiski kodētu pazīmju fiziskā izpausme.
Patiesībā reproduktīvā mikrobioloģija izmaina šos skaitļus parādības dēļ "rekombinācija."
Vienkāršs Mendelian mantojums
Pieņemsim, ka jauku citplanētiešu sugā violetie mati dominē pār dzeltenajiem matiem. Šajā piemērā šīs alēles attēlo burti P (dominējošie violetie mati) un p (recesīvi dzeltenie mati). Tāpat pieņemsim, ka apaļas galvas (R) ir dominējošas pār plakanām galvām (r).
Pamatojoties uz šo informāciju, jūs varat noteikt noteiktas lietas. Ja jūs zināt, ka katrs no vecākiem ir heterozigota abām šīm pazīmēm - tas ir, gan mātei, gan tēvam ir viena dominējošā un viena recesīvā alēle gan matu krāsas gēnu atrašanās vietā (lokusā), gan galvas formas gēnu lokuss - tad jūs zināt, ka katram no vecākiem ir PpRr genotips. Iespējamie pēcnācēju genotipi ir PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRr un pprr.
A Punnett laukums atklāj, ka šo genotipu attiecība ir 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1, kas savukārt rada fenotipa attiecību 9: 3: 3: 1. Tas ir, par katru 16 bērnu, ko ražo šie vecāki, jūs sagaidāt 9 mazuļus ar purpurainiem, apaļiem galvām; 3 mazuļi ar purpurainu un plakanu galvu; 3 dzeltenmataini, apaļas galvas mazuļi; un 1 dzeltenmatains, plakanas galvas bērns. Šīs attiecības savukārt ir līdz 9/16 = 0,563, 3/16 = 0,188, 3/16 = 0,188 un 1/16 = 0,062. Tos var arī izteikt procentos, reizinot ar 100.
Tomēr daba šajos skaitļos ievieš kritisku grumbu: Šādi aprēķini pieņem, ka šīs alēles tiek pārmantotas neatkarīgi, bet "gēnu sasaistes" parādība šo pieņēmumu atbalsta.
Gēnu saistība: definīcija
Gēnus, kas atrodas tuvu viens otram, kas kodē dažādas pazīmes, var nodot kā vienību, pateicoties procesam ko sauc par “rekombināciju”. Tas notiek dzimum reprodukcijas laikā kā daļa no ģenētiskā materiāla apmaiņas, ko sauc "šķērsojot pāri. "Tā iespējamība gēnu pārī ir saistīta ar to, cik fiziski cieši kopā gēni atrodas hromosomā.
Apsveriet nelielu lietusgāzi, kas notiek jūsu pilsētā, kad visi notiek ārpusē un dara dažādas lietas. Ja jūs nokļūstat lietū, kādas ir izredzes, ka nejauši izvēlēts draugs būs arī iemērcamo vidū? Skaidrs, ka tas ir atkarīgs no tā, cik tuvu tev ir izvēlētais draugs. Gēnu saistīšana darbojas saskaņā ar to pašu pamatprincipu.
Rekombinācijas biežums
Lai noteiktu, cik tuvu gēnam divas alēles izmanto tikai reproduktīvos datus - tas ir, lai atrisinātu gēnu kartēšana problēmas - zinātnieki aplūko atšķirību starp prognozētajām fenotipiskajām attiecībām pēcnācēju populācijā un faktiskajām attiecībām.
Tas tiek darīts, sakrustojot "dihibrīdu" vecāku ar pēcnācējiem, kuriem ir abas recesīvās iezīmes. Jūsu citplanētiešu saites bioloģijas gadījumā tas nozīmē šķērsot purpurainu, apaļu galvu svešzemju (kas, ja dihibrīds organisms, kura genotips ir PpRr) ar vismazāk iespējamo šāda pārošanās produktu - dzeltenmatainu, plakanu galvu (pprr).
Pieņemsim, ka tas dod šādus datus par 1000 pēcnācējiem:
- Violeti mati, apaļa galva: 404
- Violeti mati, plakana galva: 100
- Dzelteni mati, apaļa galva: 98
- Dzelteni mati, plakana galva: 398
Saites kartēšanas problēmu risināšanas atslēga ir atzīt, ka, ja divi gēni nav saistīti, tad pēcnācēju genotipus un fenotipus vajadzētu ražot būtībā vienādos daudzumos. Tomēr, kā redzams no datu rezultātiem, tie netiek ražoti vienādos apjomos.
Saistītiem gēniem vecāku hromosomu konfigurācijas (aka PpRr, purpurainas apaļas galvas un pprr, dzeltenas spalvas plakangalvas) ir pārāk daudz pārstāvētas, bet rekombinantās konfigurācijas (Pprr un ppRr) daudz mazāk.
Tas ļauj aprēķināt rekombinācijas biežumu, kas vienkārši ir rekombinants pēcnācējs, dalīts ar kopējo pēcnācēju skaitu:
(100 + 98) ÷ (100 + 398 + 404 + 98) = 0.20
Ģenētiķi aprēķina atbilstošo procentuālo daudzumu, lai piešķirtu ģenētiskās saiknes pakāpi, kurai ir vienības "centimorgāni" vai cM. Šajā gadījumā vērtība ir 0,20 reizes 100 vai 20%.
Jo zemāka rekombinācijas frekvence, jo ciešāk gēni ir fiziski saistīti.
Padomājiet par to šādi: jo tuvāk gēni atrodas viens otram hromosomā, jo tuvāk tie ir fiziski. Šī fiziskā tuvība padara rekombinācijas (un tādējādi saistīto gēnu atdalīšanas) iespējamību daudz zemāku, jo tie ir tik tuvu. Lai gan rekombinācijas biežums nav tiešs šīs fiziskās tuvības mērs, tas mums dod šīs tuvības novērtējumu.
Rezumējot: jūs novērtējat, ka divi gēni ar lielu rekombinācijas biežumu, iespējams, atrodas tālāk viens no otra, savukārt tie, kuru rekombinācijas biežums ir mazs, iespējams, atrodas tuvāk viens otram.