Obsah
V každodennom živote merame vzdialenosti v metroch, stopách, míľach, milimetroch atď. Ako by ste však vyjadrili vzdialenosť medzi dvoma génmi na chromozóme? Všetky štandardné meracie jednotky sú príliš veľké a na našu genetiku sa skutočne nevzťahujú.
To je miesto, kde jednotka centimorgan (často skrátene na cMZatiaľ čo centimorgány sa používajú ako jednotka vzdialenosti na reprezentáciu génov na chromozóme, používajú sa tiež ako jednotka pravdepodobnosti rekombinačnej frekvencie.
rekombinácie je prírodný jav (používa sa aj v genetickom inžinierstve), pri ktorom sa počas udalostí kríženia gény "vymieňajú" okolo chromozómov. Tým sa preskupia gény, ktoré môžu prispieť k genetickej variabilite gamét a môžu sa tiež použiť na umelé genetické inžinierstvo.
Čo je to Centimorgan?
centimorgan, tiež známe a napísané ako jednotka genetickej mapy (gmu), je v jadre jednotka pravdepodobnosti. Jeden cM sa rovná vzdialenosti dvoch génov, ktorá dáva rekombinantnú frekvenciu jedného percenta. Inými slovami, jedna cM predstavuje a jednopercentná šanca že jeden gén bude oddelený od iného génu kvôli udalosti kríženia.
Čím väčšie je množstvo centimorgánov, tým ďalej sú gény od seba.
To dáva zmysel, keď premýšľate o tom, čo je kríženie a rekombinácia. Ak sú dva gény hneď vedľa seba, existuje oveľa menšia šanca, že sa od seba oddelia jednoducho preto, že sú blízko seba, a preto je percento rekombinácie, ktoré predstavuje jedna cM, také nízke: je oveľa menej pravdepodobné. ktoré sa vyskytujú, keď sú gény blízko seba.
Ak sú dva gény ďalej od seba, čo je vzdialenosť cM, je väčšia, to znamená, že je oveľa pravdepodobnejšie, že sa počas kríženia oddelia, čo zodpovedá vyššej pravdepodobnosti (a vzdialenosti) predstavovanej centimorganickou jednotkou.
Ako sa používajú centimorgány?
Pretože centimorgány predstavujú rekombinantnú frekvenciu aj génovú vzdialenosť, majú niekoľko rôznych použití. Prvým je jednoducho zmapovať umiestnenie génov na chromozómoch. Vedci odhadujú, že jeden cM je u ľudí zhruba ekvivalentný miliónu párov báz.
To umožňuje vedcom vykonávať testy, aby porozumeli rekombinantnej frekvencii a potom to prirovnal k dĺžke a vzdialenosti génov, čo im umožňuje vytvárať chromozómy a génové mapy.
Môže byť použitý aj opačným spôsobom. Ak napríklad viete vzdialenosť medzi dvoma génmi v pároch báz, potom ju môžete vypočítať v centimorganoch, a teda vypočítať rekombinačnú frekvenciu týchto génov. To sa tiež používa na testovanie toho, či sú gény „spojené“, čo znamená na chromozóme veľmi blízko seba.
Ak je rekombinantná frekvencia menej ako 50 cM znamená, že gény sú spojené. To znamená, že tieto dva gény sú blízko seba a sú "spojené" tým, že sú na rovnaký chromozóm, Ak majú dva gény rekombinačnú frekvenciu väčší než 50 cM, potom nie sú spojené a teda sú zapnuté rôzne chromozómy alebo veľmi ďaleko od seba na rovnakom chromozóme.
Vzorec a výpočet centimorganu
Pre kalkulačku centimorgan budete potrebovať hodnoty celkového počtu potomkov a počtu rekombinantných potomkov. Rekombinantné potomstvo je potomstvo, ktoré má kombináciu ne-rodičovských alel. Aby to bolo možné dosiahnuť, vedci krížia dvojitý heterozygot s dvojitou homozygotnou recesívnou (pre gény, o ktoré je záujem), ktorá sa nazýva „tester“.
Povedzme napríklad, že ide o samčiu mušku s genotypom JjRr a samičiu mušku s jjrr. Všetky vajíčka samičiek budú mať genotyp „jr“. Samčie spermie bez crossoverov by dali JR a jr. Avšak, vďaka crossover udalostiam a rekombinácii, mohli by tiež potenciálne dať Jr alebo jR.
Takže, priamo zdedil rodičovské genotypy bude to JjRr alebo jjrr. Rekombinantné potomstvo boli by tí, ktorí majú genotyp Jjrr alebo jjRr. Potomstvo muchy s týmito genotypmi by bolo rekombinantným potomstvom, pretože táto kombinácia by za normálnych okolností nebola možná, pokiaľ by nedošlo k prekročeniu.
Musíte sa pozrieť na celé potomstvo a spočítať tak celkové potomstvo, ako aj rekombinantné potomstvo. Akonáhle budete mať hodnoty pre celkové aj pre rekombinantné potomstvo v experimente, ktorý beží, môžete vypočítať rekombinačnú frekvenciu pomocou nasledujúceho vzorca centimorgan:
Frekvencia rekombinácie = (počet rekombinantných potomkov / celkový počet potomkov) * 100 m
Pretože jeden centimorgan sa rovná jednopercentnej rekombinačnej frekvencii, môžete tiež napísať toto percento, ktoré dostanete ako v centimorgan jednotkách. Napríklad, ak dostanete odpoveď 67 percent, v centimorgans by to bolo 67 cM.
Príklad výpočtu
Umožňuje pokračovať vyššie uvedeným príkladom. Tieto dve muchy sa pária a majú nasledujúci počet potomkov:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Celkové potomstvo sa rovná všetkým pridaným potomkom, čo je:
Celkové potomstvo = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinantné potomstvo sa rovná potomstvu Jjrr a jjRr, ktoré je:
Rekombinantné potomstvo = 143 + 137 = 280
Frekvencia rekombinácie v centimorganoch je teda:
Frekvencia rekombinácie = (280/1 884) * 100 = 14,9% = 14,9 cM