Vsebina
Če ste študent genetike, ste verjetno izvedeli, da geni pogosto prihajajo v več različnih različicah (ponavadi dve), imenovani "aleli", in da je eden od teh alelov na splošno "prevladujoč" nad drugim, slednji pa se imenuje " recesivna "kopija. Veste, da vsak nosi okoli dva alela za vsak gen in od vsakega starša dobi en alel.
Skupaj ta dejstva pomenijo, da če imate starše z znanim genotipom za zadevni gen - to pomeni, da veste, kateri aleli lahko prispevajo -, lahko uporabite osnovno matematiko, da napovete, ali bo otrok teh staršev imel danega genotipa in s podaljšanjem možnosti, da bo katerikoli otrok prikazal določen fenotip, kar je fizični izraz gensko kodiranih lastnosti.
V resnici reproduktivna mikrobiologija te številke preskoči zaradi pojava, imenovanega "rekombinacija."
Preprosta mendeljska dediščina
Predpostavimo, da pri vrsti ljubkih tujcev vijolični lasje prevladujejo nad rumenimi lasmi in da so ti aleli predstavljeni s črkama P in p. Podobno predpostavimo, da okrogle glave (R) prevladujejo nad ravnimi glavami (r). Na podlagi teh informacij, če veste, da je vsak od staršev heterozigoten za obe značilnosti - torej imata mati in oče en prevladujoč in en recesiven alel tako na lokaciji gena barve las (lokusu) kot na glavi- oblikujte lokus gena - potem veste, da ima vsak starš genotip PpRr in da so možni genotipi potomcev PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRr in pprr.
Punnettov kvadrat (ni prikazan; glejte Viri za primer takšnega dihidridnega križa) razkriva, da je razmerje teh genotipov 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1, kar posledično ustvari fenotipsko razmerje 9: 3: 3: 1. To pomeni, da bi na vsakih 16 otrok, ki jih rodijo ti starši, pričakali 9 vijoličnih, okroglavih dojenčkov; 3 vijolične dlake in dojenčki z ravno glavo; 3 dojenčki z okroglimi glavami; in 1 dojenček z ravno rjavo glavo. Ta razmerja se nato izenačijo na 9/16 = 0,563, 3/16 = 0,188, 3/16 = 0,188 in 1/16 = 0,062. Ti se lahko izrazijo tudi v odstotkih z množenjem s 100.
Vendar narava v te številke vnese kritično gubo: Takšni izračuni predvidevajo, da se ti aleli podedujejo neodvisno, vendar pojav "genske povezanosti" to predpostavko izniči.
Genska povezava: definicija
Geni, ki so blizu te kode za različne lastnosti, se lahko prenesejo kot enota zahvaljujoč postopku, imenovanemu "rekombinacija", ki se pojavlja med spolno reprodukcijo kot del izmenjave genskega materiala, imenovane "prestopanje čez". Verjetnost, da se to zgodi v paru genov, je povezana s fizičnim tesnim zbliževanjem genov na kromosomu.
Razmislite o majhni nevihti, ki se zgodi v vašem mestu, ko se zgodi, da vsi zunaj počnejo različne stvari. Če vas ujame dež, kakšne so možnosti, da bo med namočenimi tudi naključno izbrani prijatelj? Jasno je, da je to odvisno od tega, kako blizu vam je izbrani prijatelj. Genska povezava deluje v skladu z istim osnovnim načelom.
Pogostnost rekombinacije
Da bi ugotovili, kako blizu sta gena dva alela, uporabljata samo reproduktivne podatke - torej za reševanje težav z genskim kartiranjem - znanstveniki preučujejo razliko med napovedanimi fenotipskimi razmerji v populaciji potomcev in dejanskimi razmerji. To se izvede s križanjem "dihibridnega" starša s potomcem, ki kaže obe recesivni lastnosti. V primeru naše tujerodne biološke povezave to pomeni križanje vijoličastega, okroglavega tujca (ki ima v primeru dihibridnega organizma genotip PpRr) z najmanj verjetnim produktom takega parjenja - rumeno oz. las, plosko tujec (pprr).
Recimo, da dobimo naslednje podatke za 1.000 potomcev:
Ključno pri reševanju težav s preslikavo povezav je prepoznavanje, da so potomci, ki so fenotipično enaki kot kateri koli od staršev, rekombinantni potomci - v tem primeru so vijoličasti, okroglavi potomci in rumenoosi, potomci s ploščo glavo. To omogoča izračun frekvence rekombinacije, ki je preprosto rekombinantno potomstvo, deljeno s skupnim potomcem:
(102 + 98) ÷ (102 + 396 + 404 + 98) = 0.20
Genetiki izračunajo ustrezen odstotek in jim dodelijo stopnjo genetske povezanosti, ki ima enote "centimorganov" ali cM. V tem primeru je vrednost 0,20 krat 100 ali 20%. Večje kot je število, bolj so geni fizično povezani.