Ikdienā attālumus mēra metros, pēdās, jūdzēs, milimetros utt. Bet kā jūs izteiktu attālumu starp diviem gēniem hromosomā? Visas standarta mērvienības ir pārāk lielas un patiesībā neattiecas uz mūsu ģenētiku.
Tieši tur vienība centimorgan (bieži saīsināts CM) ienāk. Lai gan centimorgāni tiek izmantoti kā attāluma vienība, lai attēlotu gēnus hromosomā, to izmanto arī kā rekombinācijas biežuma varbūtības vienību.
Rekombinācija ir dabas parādība (to izmanto arī gēnu inženierijā), kad krustošanās notikumu laikā gēni tiek "apmainīti" hromosomās. Tas pārkārto gēnus, kas var papildināt gametu ģenētisko mainīgumu un ko var izmantot arī mākslīgai gēnu inženierijai.
Kas ir Centimorgan?
A centimorgan, pazīstams un rakstīts arī kā ģenētiskās kartes vienība (gmu), sirdī ir varbūtības vienība. Viens cM ir vienāds ar divu gēnu attālumu, kas dod rekombinācijas biežumu par vienu procentu. Citiem vārdiem sakot, viena cM apzīmē a viena procenta iespēja ka viens gēns tiks atdalīts no cita gēna krustojuma notikuma dēļ.
Jo lielāks ir centimorgānu daudzums, jo tālāk gēni atrodas viens no otra.
Tam ir jēga, domājot par to, kas ir šķērsošana un rekombinācija. Ja divi gēni atrodas tieši blakus, ir daudz mazāka iespēja, ka viņi tiks atdalīti viens no otra tikai tāpēc, ka ir tuvu kopā, tāpēc rekombinācijas procents, ko pārstāv viens cM, ir tik zems: daudz mazāk ticams, ka tas notiks, kad gēni ir tuvu kopā.
Kad divi gēni atrodas tālāk, jeb cM attālums ir lielāks, tas nozīmē, ka tie daudz biežāk atdalīsies krustojuma notikuma laikā, kas atbilst lielākajai varbūtībai (un attālumam), ko pārstāv centimorgans vienība.
Kā lieto Centimorgans?
Tā kā centimorgāni pārstāv gan rekombinācijas biežumu, gan gēnu attālumus, viņiem ir daži dažādi izmantošanas veidi. Pirmais ir vienkārši kartēt gēnu atrašanās vietu hromosomās. Zinātnieki ir aprēķinājuši, ka viena cM aptuveni atbilst vienam miljonam bāzes pāru cilvēkiem.
Tas ļauj zinātniekiem veikt testus, lai izprastu rekombinācijas biežumu un pēc tam pielīdzinātu to gēnu garumam un attālumam, kas ļauj viņiem izveidot hromosomu un gēnu kartes.
To var izmantot arī apgrieztā veidā. Piemēram, ja jūs zināt, piemēram, attālumu starp diviem gēniem bāzes pāros, tad to varat aprēķināt centimorgānos un tādējādi aprēķināt šo gēnu rekombinācijas biežumu. To izmanto arī, lai pārbaudītu, vai gēni ir "saistīti", kas hromosomā nozīmē ļoti tuvu viens otram.
Ja rekombinācijas biežums ir mazāk nekā 50 cM, tas nozīmē, ka gēni ir saistīti. Citiem vārdiem sakot, tas nozīmē, ka abi gēni ir cieši saistīti un ir "saistīti", atrodoties tā pati hromosoma. Ja diviem gēniem ir rekombinācijas biežums lielāks nekā 50 cM, tad tie nav saistīti un tādējādi ir ieslēgti dažādas hromosomas vai ļoti tālu viens no otra tajā pašā hromosomā.
Centimorgan formula un aprēķins
Lai iegūtu simimorganu kalkulatoru, jums būs nepieciešamas gan pēcnācēju kopējā skaita, gan rekombinanto pēcnācēju skaita vērtības. Rekombinantie pēcnācēji ir pēcnācēji, kuriem ir alēļu kombinācija, kas nav vecāki. Lai to izdarītu, zinātnieki šķērso dubultu heterozigotu ar dubultu homozigotu recesīvu (interesējošajiem gēniem), ko sauc par "testeri".
Piemēram, pieņemsim, ka ir mušu tēviņš ar genotipu JjRr un sieviete - jjrr. Visām mātītes olām būs genotips "jr". Tēviņa sperma bez krustojuma notikumiem dotu tikai JR un jr. Tomēr, pateicoties krosoveru notikumiem un rekombinācijai, viņi potenciāli varētu dot arī Jr vai jR.
Tātad, tieši iedzimta vecāku genotipi būtu vai nu JjRr, vai jjrr. Rekombinantie pēcnācēji būtu tie, kuru genotips ir Jjrr vai jjRr. Lidotu pēcnācēji ar šiem genotipiem būtu rekombinantiem pēcnācējiem, jo šī kombinācija parasti nebūtu iespējama, ja vien nebūtu krustojuma bija noticis.
Jums būs jāaplūko visi pēcnācēji un jāuzskaita gan kopējie, gan rekombinantie pēcnācēji. Kad jūs veicat eksperimentu, kurā būs gan kopējo, gan rekombinanto pēcnācēju vērtības, varat aprēķināt rekombinācijas biežumu, izmantojot šādu centimorgan formulu:
Rekombinācijas biežums = (rekombinanto pēcnācēju skaits / kopējais pēcnācēju skaits) * 100m
Tā kā viens centimorgans ir vienāds ar vienu procentu rekombinācijas biežumu, jūs varat arī ierakstīt šo iegūto procentu kā centimorganu vienībās. Piemēram, ja saņemat 67 procentu atbildi, centimorgānos tas būtu 67 cM.
Aprēķina piemērs
Turpināsim ar iepriekš izmantoto piemēru. Šīs divas mušas pārojas un tām ir šāds pēcnācēju skaits:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Kopējais pēcnācējs ir vienāds ar visiem šiem pievienotajiem pēcnācējiem, kas ir:
Kopējais pēcnācējs = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinantais pēcnācējs ir vienāds ar Jjrr un jjRr pēcnācēju skaitu, kas ir:
Rekombinantie pēcnācēji = 143 + 137 = 280
Tātad, rekombinācijas biežums centimorgānos ir:
Rekombinācijas biežums = (280/1 884) * 100 = 14,9 procenti = 14,9 cM