Vsebina
V vsakdanjem življenju merimo razdalje v metrih, stopalih, miljah, milimetrih itd. Toda kako bi izrazili razdaljo med dvema genoma na kromosomu? Vse standardne merske enote so veliko prevelike in v resnici ne veljajo za našo genetiko.
Tu je enota centimorgan (pogosto skrajšano na cMMedtem ko se centimorgani uporabljajo kot enota oddaljenosti za predstavljanje genov na kromosomu, se uporablja tudi kot enota verjetnosti za frekvenco rekombinacije.
Rekombinacija je naravni pojav (ki se uporablja tudi v genskem inženiringu), kjer se med križarskimi dogodki geni "zamenjajo" na kromosomih. To preuredi gene, kar lahko poveča genetsko spremenljivost gameta in se lahko uporablja tudi za umetno gensko inženirstvo.
Kaj je Centimorgan?
A centimorgan, znan tudi in zapisan kot enota genske karte (gmu) je v srcu verjetnostna enota. En cM je enak razdalji dveh genov, ki daje frekvenco rekombinacije en odstotek. Z drugimi besedami, en cM predstavlja a eno odstotno priložnost da bo en gen ločen od drugega gena zaradi navzkrižnega dogodka.
Čim večja je količina centimorganov, tem dlje so si geni drug od drugega.
To je smiselno, ko pomislite, kaj je prekrižanje in rekombinacija. Če sta dva gena tik drug ob drugem, obstaja veliko manjša možnost, da se ločita drug od drugega samo zato, ker sta tesno povezana, zato je odstotek rekombinacije, ki ga predstavlja en cM, tako nizek: njegova veliko manj verjetno se pojavijo, ko so geni blizu skupaj.
Če sta dva gena bolj narazen, tudi razdalja cM je večja, to pomeni, da se med dogodkom navzkrižno dogajata ločitev, kar ustreza večji verjetnosti (in razdalji), ki jo predstavlja enota centimorgan.
Kako se uporabljajo Centimorgans?
Ker centimorgani predstavljajo tako rekombinacijsko frekvenco kot genske razdalje, imajo nekaj različnih uporab. Prvo je preprosto preslikati lokacijo genov na kromosomih. Znanstveniki so ocenili, da je en cM približno enak milijonu baznih parov pri ljudeh.
To omogoča znanstvenikom, da opravijo teste, da razumejo rekombinacijsko frekvenco in jo nato enačijo z dolžino in razdaljo genov, kar jim omogoča, da ustvarijo kromosomske in genske karte.
Uporablja se lahko tudi na obratni način. Če na primer poznate razdaljo med dvema genoma v baznih parih, lahko to izračunate v centimorganih in s tem izračunate frekvenco rekombinacije za te gene. Uporablja se tudi za preizkušanje, ali so geni "povezani", kar pomeni, da so na kromosomu zelo blizu.
Če je frekvenca rekombinacije manj kot 50 cM, kar pomeni, da so geni povezani. To z drugimi besedami pomeni, da sta oba gena tesno skupaj in sta "povezana" s tem, da sta na isti kromosom. Če imata dva gena rekombinacijsko frekvenco večji kot 50 cM, potem niso povezani in so tako vklopljeni različni kromosomi ali zelo daleč narazen na istem kromosomu.
Formula organizma in izračun
Za centimorganski kalkulator potrebujete vrednosti celotnega števila potomcev in števila rekombinantnih potomcev. Rekombinantno potomstvo so potomci, ki imajo ne starševsko kombinacijo alelov. Da bi to naredili, znanstveniki križajo dvojni heterozigote z dvojno homozigotno recesivo (za gene, ki nas zanimajo), ki se imenujejo "tester".
Na primer, recimo, da obstaja moška muha z genotipom JjRr in ženska muha z jjrr. Vsa jajca samic bodo imela genotip "jr". Moški sperme brez navzkrižnih dogodkov bi dali le JR in jr. Vendar pa bi po zaslugi navzkrižnih dogodkov in rekombinacije lahko tudi dali Jr ali jR.
Torej, neposredno podedovano starševski genotipi bi bil JjRr ali jjrr. Rekombinantno potomstvo bi bili tisti z genotipom Jjrr ali jjRr. Leteče potomstvo s temi genotipi bi bilo rekombinantno potomstvo, saj ta kombinacija običajno ne bi bila mogoča, razen če bi prišlo do navzkrižnega dogodka.
Ogledati si morate vse potomce in prešteti tako skupno potomstvo kot rekombinantno potomstvo. Ko v poskusu izvajate vrednosti za skupno in rekombinantno potomstvo, lahko izračunate frekvenco rekombinacije z naslednjo formimorgansko formulo:
Frekvencija rekombinacije = (# rekombinantnega potomstva / skupno # potomcev) * 100m
Ker je en centimorgan enak odstotni rekombinaciji, lahko ta odstotek zapišete tudi kot v centimorganskih enotah. Če bi na primer dobili odgovor 67 odstotkov, bi v centimorganih to znašalo 67 cM.
Primer izračuna
Nadaljujmo z zgornjim primerom. Ti dve muhi se parita in imata naslednje število potomcev:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Skupno potomstvo je enako vsem dodanim potomstvom, to je:
Skupno potomstvo = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinantno potomstvo je enako številu potomcev Jjrr in jjRr, kar je:
Rekombinantno potomstvo = 143 + 137 = 280
Torej, pogostost rekombinacij v centimorganih je:
Frekvencija rekombinacije = (280 / 1,884) * 100 = 14,9 odstotka = 14,9 cM