Zawartość
- Co to jest Centimorgan?
- Jak stosować Centimorgans?
- Wzór i obliczanie Centimorgan
- Przykładowe obliczenia
W życiu codziennym mierzymy odległości w metrach, stopach, milach, milimetrach itp. Ale jak wyraziłbyś odległość między dwoma genami na chromosomie? Wszystkie standardowe jednostki miary są o wiele za duże i tak naprawdę nie dotyczą naszej genetyki.
To gdzie jednostka centimorgan (często w skrócie cm) pojawia się. Podczas gdy centimorgany są używane jako jednostka odległości do reprezentowania genów na chromosomie, jest ono również stosowane jako jednostka prawdopodobieństwa częstotliwości rekombinacji.
Rekombinacja jest zjawiskiem naturalnym (stosowanym również w inżynierii genetycznej), w którym podczas zdarzeń krzyżowych geny są „zamieniane” na chromosomach. To zmienia układ genów, które mogą zwiększać zmienność genetyczną gamet i mogą być również wykorzystywane do sztucznej inżynierii genetycznej.
Co to jest Centimorgan?
ZA centimorgan, znany również i napisany jako jednostka mapy genetycznej (gmu) jest w istocie jednostką prawdopodobieństwa. Jeden cM jest równy odległości dwóch genów, co daje częstotliwość rekombinacji wynoszącą jeden procent. Innymi słowy, jeden cM oznacza a jeden procent szansy że jeden gen zostanie oddzielony od innego genu z powodu zdarzenia krzyżowego.
Im większa liczba centymorganów, tym dalej są od siebie geny.
Ma to sens, gdy myślisz o tym, czym jest skrzyżowanie i rekombinacja. Jeśli dwa geny znajdują się obok siebie, istnieje znacznie mniejsza szansa, że zostaną one rozdzielone po prostu dlatego, że są blisko siebie, dlatego odsetek rekombinacji, który reprezentuje pojedynczy cM, jest tak niski: Jest znacznie mniej prawdopodobne wystąpić, gdy geny są blisko siebie.
Kiedy dwa geny są dalej od siebie, alias odległość cM jest większa, co oznacza, że znacznie bardziej prawdopodobne jest ich rozdzielenie podczas zdarzenia krzyżowania, co odpowiada wyższemu prawdopodobieństwu (i odległości) reprezentowanej przez jednostkę centymorganu.
Jak stosować Centimorgans?
Ponieważ centimorgany reprezentują zarówno częstotliwość rekombinacji, jak i odległości genów, mają kilka różnych zastosowań. Pierwszym z nich jest po prostu mapowanie lokalizacji genów na chromosomach. Naukowcy oszacowali, że jeden cM odpowiada w przybliżeniu milionowi par zasad u ludzi.
Umożliwia to naukowcom przeprowadzenie testów w celu zrozumienia częstotliwości rekombinacji, a następnie zrównania jej z długością i odległością genu, co pozwala im tworzyć mapy chromosomów i genów.
Można go również wykorzystać w odwrotny sposób. Jeśli na przykład znasz odległość między dwoma genami w parach zasad, możesz obliczyć to w centimorganach, a tym samym obliczyć częstotliwość rekombinacji dla tych genów. Służy to również do testowania, czy geny są „połączone”, co oznacza bardzo blisko siebie na chromosomie.
Jeśli częstotliwość rekombinacji wynosi mniej niż 50 cm, oznacza to, że geny są połączone. Innymi słowy, oznacza to, że dwa geny są blisko siebie i są „połączone” poprzez bycie w sieci ten sam chromosom. Jeśli dwa geny mają częstotliwość rekombinacji Lepszy niż 50 cm, nie są one powiązane i dlatego są włączone różne chromosomy lub bardzo daleko od siebie na tym samym chromosomie.
Wzór i obliczanie Centimorgan
W przypadku kalkulatora centymorganowego potrzebne są zarówno wartości całkowitej liczby potomstwa, jak i liczby rekombinowanych potomstwa. Rekombinowane potomstwo to potomstwo, które ma niepochodzącą z rodziców kombinację alleli. W tym celu naukowcy krzyżują podwójną heterozygotę z podwójnym homozygotycznym recesywnym (dla interesujących genów), który nazywa się „testerem”.
Na przykład, powiedzmy, że jest mucha męska z genotypem JjRr i mucha żeńska z jjrr. Wszystkie samice jaj będą miały genotyp „jr”. Samce nasienia bez zdarzeń krzyżowych dawałyby tylko JR i jr. Jednak dzięki zdarzeniom krzyżowym i rekombinacji mogą również potencjalnie dać Jr lub jR.
Więc bezpośrednio odziedziczone genotypy rodzicielskie będzie to JjRr lub jjrr. Rekombinowane potomstwo byłyby te z genotypem Jjrr lub jjRr. Potomstwo much z tymi genotypami byłoby potomstwem rekombinowanym, ponieważ taka kombinacja zwykle nie byłaby możliwa, chyba że wystąpiłoby zdarzenie krzyżowe.
Musisz spojrzeć na całe potomstwo i policzyć zarówno całe potomstwo, jak i rekombinowane potomstwo. Po uzyskaniu wartości zarówno całkowitego, jak i rekombinowanego potomstwa w prowadzonym eksperymencie, możesz obliczyć częstotliwość rekombinacji przy użyciu następującej formuły centymorganowej:
Częstotliwość rekombinacji = (liczba rekombinowanych potomstwa / całkowita liczba potomstwa) * 100 m
Ponieważ jeden centymorgan jest równy jednemu procentowi częstotliwości rekombinacji, możesz również zapisać ten procent, który otrzymujesz, jak w jednostkach centymorganu. Na przykład, jeśli uzyskasz odpowiedź w wysokości 67 procent, w centymorganach będzie to 67 cM.
Przykładowe obliczenia
Kontynuujmy z powyższym przykładem. Te dwie muchy łączą się i mają następującą liczbę potomstwa:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Łączne potomstwo jest równe wszystkim dodanym potomkom, co stanowi:
Ogółem potomstwo = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinowane potomstwo jest równe liczbie potomstwa Jjrr i jjRr, która jest:
Rekombinowane potomstwo = 143 + 137 = 280
Tak więc częstotliwość rekombinacji w centymorganach wynosi:
Częstotliwość rekombinacji = (280/1884) * 100 = 14,9 procent = 14,9 cM