У повсякденному житті ми вимірюємо відстань у метрах, футах, милях, міліметрах тощо. Але як би ви висловили відстань між двома генами в хромосомі? Усі стандартні одиниці виміру занадто великі і насправді не стосуються нашої генетики.
Ось де одиниця сантиморган (часто скорочується до см) заходить. Хоча сантиморгани використовуються як одиниця відстані для представлення генів у хромосомі, він також використовується як одиниця ймовірності для частоти рекомбінації.
Рекомбінація є природним явищем (яке також використовується в генній інженерії), коли під час кросинговеру гени "міняються" місцями на хромосомах. Це переставляє гени, що може збільшити генетичну мінливість гамет, а також може бути використано для штучної генної інженерії.
Що таке сантиморган?
A сантиморган, також відомий і написаний як a одиниця генетичної карти (gmu), це, по суті, одиниця ймовірності. Один сМ дорівнює відстані двох генів, що дає частоту рекомбінації один відсоток. Іншими словами, один см являє собою один відсоток шансів що один ген буде відокремлений від іншого внаслідок перехресної події.
Чим більше кількість сантиморганів, тим далі гени віддалені один від одного.
Це має сенс, коли ви думаєте про те, що таке схрещування та рекомбінація. Якщо два гени знаходяться поруч один з одним, є набагато менший шанс, що вони будуть відокремлені один від одного просто тому, що вони близько разом, саме тому відсоток рекомбінації, який представляє одна СМ, настільки низький: набагато рідше це відбувається, коли гени близькі разом.
Коли два гени знаходяться далі один від одного, інакше відстань СМ більша, це означає, що вони набагато частіше поділяються під час події перехрещення, що відповідає більшій ймовірності (та відстані), представленій сантиморганом од.
Як застосовуються сантиморгани?
Оскільки сантиморгани представляють як частоту рекомбінації, так і відстань генів, вони мають кілька різних застосувань. Перший - це просто нанести на карту розташування генів на хромосомах. Вчені підрахували, що одна СМ приблизно еквівалентна одному мільйону пар основ у людей.
Це дозволяє вченим проводити тести, щоб зрозуміти частоту рекомбінації, а потім прирівнювати їх до довжини та відстані гена, що дозволяє їм створювати карти хромосом і генів.
Його також можна використовувати зворотним способом. Наприклад, якщо ви знаєте відстань між двома генами в парах основ, тоді ви можете розрахувати це в сантиморганах і, таким чином, розрахувати частоту рекомбінації для цих генів. Це також використовується для перевірки того, чи гени "пов'язані", тобто дуже близько один до одного на хромосомі.
Якщо частота рекомбінації становить менше ніж 50 см, це означає, що гени пов'язані. Іншими словами, це означає, що два гени знаходяться близько один до одного і "пов'язані", перебуваючи на та сама хромосома. Якщо два гени мають частоту рекомбінації більше ніж 50 см, то вони не пов'язані між собою і, отже, включені різні хромосоми або дуже далеко один від одного на тій же хромосомі.
Формула сантиморгана та обчислення
Для сантиморганного калькулятора знадобляться значення як загальної кількості потомства, так і кількості рекомбінантних нащадків. Рекомбінантне потомство - це потомство, яке має не батьківську комбінацію алелів. Для цього вчені схрещують подвійний гетерозигот з подвійним гомозиготним рецесивом (для генів, що цікавлять), який називають «випробувачем».
Наприклад, припустимо, що існує самка мухи з генотипом JjRr і самка мухи з jjrr. Усі яйця самки мають генотип "jr". Сперма самця без кросоверних подій давала б лише JR та jr. Однак, завдяки подіям перехрещення та рекомбінації, вони також можуть потенційно дати Jr або jR.
Отже, безпосередньо передається у спадок батьківські генотипи буде або JjRr, або jjrr. Рекомбінантне потомство це ті, що мають генотип Jjrr або jjRr. Потомство мух з цими генотипами було б рекомбінантне потомство, оскільки ця комбінація, як правило, неможлива, якщо не відбувається кросовер сталося.
Вам потрібно буде переглянути все потомство і підрахувати як загальне потомство, так і рекомбінантне потомство. Отримавши значення як загального, так і рекомбінантного потомства в експерименті, який ви проводите, ви можете розрахувати частоту рекомбінації, використовуючи наступну сантиморганову формулу:
Частота рекомбінації = (# рекомбінантного потомства / загальне число потомства) * 100 м
Оскільки один сантиморган дорівнює одному відсотку частоти рекомбінації, ви також можете записати той відсоток, який ви отримуєте, як у сантиморганічних одиницях. Наприклад, якщо ви отримали відповідь 67 відсотків, у сантиморганах це було б 67 см.
Приклад розрахунку
Продовжимо з прикладом, використаним вище. Ці дві мухи спаровуються і мають наступну кількість нащадків:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Загальне потомство дорівнює усім доданим потомствам, а саме:
Загальне потомство = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Рекомбінантне потомство дорівнює числу нащадків Jjrr та jjRr, яке становить:
Рекомбінантне потомство = 143 + 137 = 280
Отже, частота рекомбінації у сантиморганів становить:
Частота рекомбінації = (280 / 1,884) * 100 = 14,9 відсотка = 14,9 см