วิธีการคำนวณเซนติมอร์แกน

ในชีวิตประจำวัน เราวัดระยะทางเป็นเมตร ฟุต ไมล์ มิลลิเมตร ฯลฯ แต่คุณจะแสดงระยะห่างระหว่างยีนสองตัวบนโครโมโซมได้อย่างไร? หน่วยวัดมาตรฐานทั้งหมดมีขนาดใหญ่เกินไป และไม่สามารถนำไปใช้กับพันธุกรรมของเราได้

นั่นคือสิ่งที่หน่วย เซนติมอร์แกน (มักย่อว่า cm) เข้ามา. ในขณะที่เซนติมอร์แกนถูกใช้เป็นหน่วยของระยะทางเพื่อเป็นตัวแทนของยีนบนโครโมโซม แต่ก็ยังใช้เป็นหน่วยของความน่าจะเป็นสำหรับความถี่การรวมตัวใหม่

การรวมตัวกันใหม่ เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ (ซึ่งใช้ในพันธุวิศวกรรมด้วย) ซึ่งในระหว่างเหตุการณ์ครอสโอเวอร์ ยีนจะถูก "สลับ" รอบโครโมโซม สิ่งนี้จะจัดเรียงยีนใหม่ ซึ่งสามารถเพิ่มความแปรปรวนทางพันธุกรรมของ gametes และยังสามารถใช้สำหรับพันธุวิศวกรรมประดิษฐ์

อา เซนติมอร์แกน, ยังเป็นที่รู้จักและเขียนว่า หน่วยแผนที่พันธุกรรม (gmu) คือหน่วยของความน่าจะเป็น หนึ่งเซนติเมตรเท่ากับระยะทางของยีนสองตัวที่ให้ความถี่ในการรวมตัวกันใหม่หนึ่งเปอร์เซ็นต์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง cmM แทน a โอกาสหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ยีนหนึ่งจะถูกแยกออกจากยีนอื่นเนื่องจากเหตุการณ์ข้าม

ยิ่งมีเซนติมอร์แกนมากเท่าไร ยีนก็จะยิ่งอยู่ห่างจากกันมากขึ้นเท่านั้น

สิ่งนี้สมเหตุสมผลเมื่อคุณคิดว่าการข้ามและการรวมกันใหม่คืออะไร หากยีนสองตัวอยู่ติดกัน มีโอกาสน้อยมากที่พวกมันจะถูกแยกออกจากกันเพียงเพราะพวกมันอยู่ใกล้กัน ร่วมกัน ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมเปอร์เซ็นต์การรวมตัวของ cM เดียวจึงต่ำมาก: มีโอกาสน้อยกว่ามากที่จะเกิดขึ้นเมื่อยีนอยู่ใกล้กัน ด้วยกัน.

เมื่อยีนสองตัวอยู่ห่างกันมากขึ้น หรือที่เรียกว่าระยะ cM มากกว่า นั่นหมายความว่าพวกมันมีแนวโน้มที่จะแยกจากกันมากขึ้น ระหว่างเหตุการณ์ข้ามซึ่งสอดคล้องกับความน่าจะเป็นที่สูงขึ้น (และระยะทาง) ที่แสดงโดย centimorgan หน่วย

เนื่องจากเซนติมอร์แกนเป็นตัวแทนของทั้งความถี่การรวมตัวใหม่และระยะทางของยีน พวกมันจึงมีการใช้งานที่แตกต่างกันเล็กน้อย อย่างแรกคือการทำแผนที่ตำแหน่งของยีนบนโครโมโซม นักวิทยาศาสตร์ได้ประมาณการว่า 1 cmM นั้นเทียบเท่ากับหนึ่งล้านคู่เบสในมนุษย์โดยประมาณ

ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำการทดสอบเพื่อทำความเข้าใจความถี่ในการรวมตัวกันอีกครั้ง จากนั้นจึงเทียบเคียงกับความยาวและระยะทางของยีน ซึ่งช่วยให้พวกเขาสร้างแผนที่โครโมโซมและยีนได้

นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในลักษณะย้อนกลับได้ ตัวอย่างเช่น หากคุณทราบระยะห่างระหว่างยีนสองยีนในคู่เบส คุณสามารถคำนวณว่าในเซนติมอร์แกน และด้วยเหตุนี้ ให้คำนวณความถี่การรวมตัวใหม่ของยีนเหล่านั้น นอกจากนี้ยังใช้เพื่อทดสอบว่ายีน "เชื่อมโยง" ซึ่งหมายถึงโครโมโซมอยู่ใกล้กันมากหรือไม่

ถ้าความถี่การรวมเป็น น้อยกว่า 50 ซม. หมายความว่ายีนนั้นเชื่อมโยงกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งหมายความว่ายีนทั้งสองอยู่ใกล้กันและ "เชื่อมโยง" โดยอยู่บน โครโมโซมเดียวกัน. ถ้ายีนสองตัวมีความถี่ในการรวมตัวกันใหม่ มากกว่า 50 cmM แล้วพวกเขาจะไม่ได้เชื่อมโยงและดังนั้นใน โครโมโซมที่แตกต่างกัน หรือ ห่างกันมาก บนโครโมโซมเดียวกัน

สำหรับเครื่องคำนวณเซนติมอร์แกน คุณจะต้องใช้ค่าของทั้งจำนวนลูกหลานทั้งหมดและจำนวนลูกหลานรุ่นลูกผสม ลูกผสมลูกผสมเป็นลูกรุ่นหลานที่มีชุดค่าผสมของอัลลีลที่ไม่ใช่พ่อแม่ ในการทำเช่นนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ข้าม heterozygote สองเท่ากับ homozygous recessive สองเท่า (สำหรับยีนที่สนใจ) ซึ่งเรียกว่า "ผู้ทดสอบ"

ตัวอย่างเช่น สมมติว่ามีแมลงวันตัวผู้ที่มีจีโนไทป์ JjRr และแมลงวันตัวเมียที่มี jjrr ไข่ของตัวเมียทั้งหมดจะมีจีโนไทป์ "jr" สเปิร์มของผู้ชายที่ไม่มีเหตุการณ์ครอสโอเวอร์จะให้ JR และจูเนียร์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุการณ์แบบไขว้กันและการรวมตัวกันอีกครั้ง พวกเขาจึงสามารถให้ Jr หรือ jR ได้

สืบทอดโดยตรง จีโนไทป์ของพ่อแม่ จะเป็น JjRr หรือ jjrr ลูกผสมลูกผสม จะเป็นผู้ที่มีจีโนไทป์ Jjrr หรือ jjRr บินลูกหลานที่มีจีโนไทป์เหล่านั้นจะเป็น ลูกผสมลูกผสมเนื่องจากการรวมกันนั้นมักจะไม่สามารถทำได้เว้นแต่จะมีเหตุการณ์แบบไขว้ cross ได้เกิดขึ้น

คุณจะต้องดูลูกหลานทั้งหมดและนับทั้งลูกหลานทั้งหมดและลูกหลานลูกผสม เมื่อคุณมีค่าของทั้งลูกหลานรวมและลูกผสมลูกผสมในการทดลองที่คุณกำลังดำเนินการอยู่ คุณสามารถคำนวณความถี่การรวมตัวใหม่ได้โดยใช้สูตรเซนติมอร์แกนต่อไปนี้:

ความถี่ในการรวมตัวกันใหม่ = (# ของลูกหลานลูกผสม / # ทั้งหมดของลูกหลาน) * 100m

เนื่องจากหนึ่งเซนติมอร์แกนมีค่าเท่ากับความถี่การรวมตัวใหม่หนึ่งเปอร์เซ็นต์ คุณจึงเขียนเปอร์เซ็นต์ที่ได้เป็นหน่วยเซนติมอร์ได้ ตัวอย่างเช่น หากคุณได้คำตอบ 67 เปอร์เซ็นต์ ในหน่วย centimorgan ก็จะเท่ากับ 67 cmM

มาต่อกับตัวอย่างที่ใช้ด้านบนกัน แมลงวันสองตัวนั้นผสมพันธุ์กันและมีจำนวนลูกหลานดังนี้

JjRr = 789

jjrr = 815

Jjrr = 143

jjRr = 137

ลูกหลานทั้งหมดเท่ากับลูกหลานทั้งหมดที่เพิ่มเข้ามา ซึ่งก็คือ:

รวมลูกหลาน Total = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884

ลูกผสมลูกผสมจะเท่ากับจำนวนลูกของ Jjrr และ jjRr ซึ่งก็คือ:

ลูกผสมลูกผสม = 143 + 137 = 280

ดังนั้นความถี่การรวมตัวใหม่ในเซนติมอร์แกนคือ:

ความถี่ในการรวมตัวกันใหม่ = (280 / 1,884) * 100 = 14.9 เปอร์เซ็นต์ = 14.9 cM