Innehåll
I vardagen mäter vi avstånd i termer av meter, fötter, mil, millimeter osv. Men hur skulle du uttrycka avståndet mellan två gener på en kromosom? Alla standardmätningsenheter är mycket för stora och gäller verkligen inte för vår genetik.
Det är där enheten centimorgan (ofta förkortat till centimeter) kommer in. Medan centimorgans används som en enhet för avstånd för att representera gener på en kromosom, används den också som en sannolikhetsenhet för rekombinationsfrekvens.
rekombination är ett naturfenomen (det används också i genteknik) där gener under "crossover-händelser" byts ut på kromosomer. Detta omorganiserar generna, vilket kan ge den genetiska variationen hos gameter och kan också användas för konstgjord genteknik.
Vad är en Centimorgan?
EN centimorgan, också känd och skriven som en genetisk kartenhet (gmu), är hjärtat en sannolikhet. En cM är lika med avståndet mellan två gener som ger en rekombinationsfrekvens på en procent. Med andra ord representerar en cM en en procent chans att en gen kommer att separeras från en annan gen på grund av en överhändelsehändelse.
Ju större mängd centimorgans, desto längre är generna från varandra.
Detta är meningsfullt när du tänker på vad korsning och rekombination är. Om två gener ligger bredvid varandra, finns det en mycket mindre chans att de kommer att separeras från varandra helt enkelt för att de är nära varandra, varför procentandelen rekombination som en enda cM representerar är så låg: Det är mycket mindre troligt att uppstå när gener är nära varandra.
När två gener är längre från varandra, även cM-avståndet är större, betyder det att de är mycket mer benägna att separera under en cross-over-händelse, vilket motsvarar den högre sannolikheten (och avståndet) som representeras av centimorgan-enheten.
Hur används Centimorgans?
Eftersom centimorgans representerar både rekombinationsfrekvens och genavstånd har de några olika användningsområden. Den första är att helt enkelt kartlägga placeringen av gener på kromosomer. Forskare har uppskattat att en cM motsvarar ungefär en miljon baspar hos människor.
Detta gör det möjligt för forskare att utföra tester för att förstå rekombinationsfrekvensen och sedan motsvara den till genlängd och avstånd, vilket gör att de kan skapa kromosom- och genkartor.
Det kan också användas på motsatt sätt. Om du till exempel känner till avståndet mellan två gener i baspar kan du sedan beräkna det i centimorgans och därmed beräkna rekombinationsfrekvensen för dessa gener. Detta används också för att testa om gener är "kopplade", vilket betyder mycket nära varandra på kromosomen.
Om rekombinationsfrekvensen är mindre än 50 cM, det betyder att generna är länkade. Detta betyder med andra ord att de två generna är nära varandra och är "länkade" genom att vara på samma kromosom. Om två gener har en rekombinationsfrekvens större än 50 cM, då är de inte länkade och är alltså på olika kromosomer eller mycket långt ifrån varandra på samma kromosom.
Centimorgan Formula and Beräkning
För en centimorgan-kalkylator behöver du värdena på både det totala antalet avkommor och antalet rekombinanta avkommor. Rekombinant avkomma är avkommor som har en icke-föräldra allelkombination. För att göra detta korsar forskare en dubbel heterozygot med en dubbel homozygot recessiv (för generna i intresse), som kallas "testaren".
Låt oss till exempel säga att det är en manlig fluga med en genotyp JjRr och en kvinnlig fluga med jjrr. Alla kvinnliga ägg kommer att ha genotypen "jr". Manens spermier utan övergångshändelser skulle bara ge JR och jr. Tack vare crossover-händelser och rekombination kan de emellertid också ge Jr eller jR.
Så direkt ärvt föräldrarnas genotyper skulle vara antingen JjRr eller jjrr. Rekombinant avkomma skulle vara de med genotypen Jjrr eller jjRr. Fluga avkomma med dessa genotyper skulle vara rekombinant avkom eftersom den kombinationen normalt inte skulle vara möjlig om inte en övergångshändelse hade inträffat.
Du måste titta på alla avkommor och räkna både den totala avkomman och den rekombinanta avkomman. När du har värden för både total och rekombinant avkomma i ett experiment som du kör, kan du beräkna rekombinationsfrekvens med hjälp av följande centimorganformel:
Rekombinationsfrekvens = (# rekombinant avkomma / totalt antal avkommor) * 100 m
Eftersom en centimorgan är lika med en procents rekombinationsfrekvens kan du också skriva den procentandelen du får som i centimorgan-enheter. Om du till exempel har ett svar på 67 procent, i centimorgans skulle det vara 67 cM.
Exempel Beräkning
Låt oss fortsätta med exemplet som används ovan. Dessa två flugor parar sig och har följande antal avkommor:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Total avkomma är lika med alla avkommande tillagda, vilket är:
Total avkomma = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinant avkomma är lika med avkommandantalet för Jjrr och jjRr, vilket är:
Rekombinant avkomma = 143 + 137 = 280
Så rekombinationsfrekvensen i centimorgans är:
Rekombinationsfrekvens = (280/1 884) * 100 = 14,9 procent = 14,9 cM