V vsakdanjem življenju merimo razdalje v metrih, čevljih, miljah, milimetrih itd. Kako pa bi izrazili razdaljo med dvema genoma na kromosomu? Vse standardne merske enote so prevelike in v resnici ne veljajo za našo genetiko.
Tam je enota centimorgan (pogosto okrajšana na cM) vstopi. Medtem ko se centimorgani uporabljajo kot enota razdalje za predstavitev genov na kromosomu, se uporablja tudi kot enota verjetnosti za frekvenco rekombinacije.
Rekombinacija je naravni pojav (ki se uporablja tudi v genskem inženiringu), kjer se med dogodki križanja "zamenjajo" geni na kromosomih. To preuredi gene, ki lahko prispevajo k genetski variabilnosti spolnih celic in se lahko uporabljajo tudi za umetno gensko inženirstvo.
Kaj je centimorgan?
A centimorgan, znan tudi kot a enota genetskega zemljevida (gmu) je v osnovi enota verjetnosti. En cM je enak razdalji dveh genov, kar daje frekvenco rekombinacije en odstotek. Z drugimi besedami, en cM predstavlja a en odstotek možnosti da bo en gen zaradi navzkrižnega dogodka ločen od drugega gena.
Večja kot je količina centimorganov, dlje so geni drug od drugega.
To je smiselno, če pomislite, kaj je prečkanje in rekombinacija. Če sta dva gena tik drug ob drugem, obstaja veliko manjša verjetnost, da se bosta ločila drug od drugega zgolj zato, ker sta blizu zato je odstotek rekombinacije, ki ga predstavlja en cM, tako majhen: veliko manj verjetno je, da se bo pojavilo, ko so geni blizu skupaj.
Ko sta gena dlje narazen, prav tako je razdalja cM večja, to pomeni, da se veliko bolj verjetno ločita med dogodkom križanja, kar ustreza večji verjetnosti (in razdalji), ki jo predstavlja centimorgan enota.
Kako se uporabljajo centimorgani?
Ker centimorgani predstavljajo pogostost rekombinacije in genske razdalje, imajo nekaj različnih načinov uporabe. Prvo je preprosto preslikati lokacijo genov na kromosomih. Znanstveniki so ocenili, da je ena cM približno enaka milijonu baznih parov pri ljudeh.
To znanstvenikom omogoča izvajanje testov, da bi razumeli frekvenco rekombinacije, nato pa to enačijo z dolžino in razdaljo gena, kar jim omogoča, da ustvarijo kromosomske in genske karte.
Uporablja se lahko tudi obratno. Če na primer poznate razdaljo med dvema genoma v baznih parih, lahko to izračunate v centimorganah in tako izračunate pogostost rekombinacije za te gene. To se uporablja tudi za preizkušanje, ali so geni "povezani", kar pomeni, da so na kromosomu zelo blizu.
Če je pogostost rekombinacije manj kot 50 cM, to pomeni, da so geni povezani. To z drugimi besedami pomeni, da sta gena tesno povezana in sta "povezana", ker sta na isti kromosom. Če imata dva gena pogostnost rekombinacije večji kot 50 cM, potem niso povezani in so tako vklopljeni različni kromosomi ali zelo narazen na istem kromosomu.
Formula in izračun centimorganov
Za centimorgan kalkulator boste potrebovali vrednosti skupnega števila potomcev in števila rekombinantnih potomcev. Rekombinantni potomci so potomci, ki imajo kombinacijo alelov brez staršev. Da bi to naredili, znanstveniki prečkajo dvojno heterozigoto z dvojno homozigotno recesivo (za gene, ki jih zanima), ki se imenuje "tester".
Recimo, da obstaja moška muha z genotipom JjRr in samica muhe z jjrr. Vsa samica jajčec bo imela genotip "jr". Moška sperma brez križnih dogodkov bi dala samo JR in jr. Vendar pa bi zaradi križnih dogodkov in rekombinacije lahko potencialno dali tudi Jr ali jR.
Torej, neposredno podedovana starševskih genotipov bi bilo JjRr ali jjrr. Rekombinantno potomstvo bi bili tisti z genotipom Jjrr ali jjRr. Moški potomci s temi genotipi bi bili rekombinantno potomstvo, ker ta kombinacija običajno ne bi bila mogoča, če ne bi prišlo do navzkrižnega dogodka se je zgodilo.
Ogledati si boste morali vse potomce in prešteti tako celotno potomstvo kot tudi rekombinantno potomstvo. Ko dobite vrednosti za celotno in rekombinantno potomstvo v preizkusu, ki ga izvajate, lahko izračunate pogostost rekombinacije z uporabo naslednje centimorgan formule:
Pogostost rekombinacije = (# rekombinantnega potomstva / skupno število potomcev) * 100 m
Ker je en centimorgan enak enodstotni frekvenci rekombinacije, lahko tudi ta odstotek, ki ga dobite, zapišete kot v centimorgan enotah. Če na primer dobite 67-odstotni odgovor, v centimorganah bi to znašalo 67 cM.
Primer izračuna
Nadaljujmo z zgoraj uporabljenim primerom. Ti dve muhi se parita in imata naslednje število potomcev:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Skupno potomstvo je enako vsem dodanim potomcem, kar je:
Skupno potomstvo = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinantno potomstvo je enako številu potomcev Jjrr in jjRr, ki je:
Rekombinantno potomstvo = 143 + 137 = 280
Pogostost rekombinacije pri centimorganah je:
Pogostost rekombinacije = (280 / 1.884) * 100 = 14,9 odstotka = 14,9 cM