Innhold
I hverdagen måler vi avstander når det gjelder meter, føtter, mil, millimeter osv. Men hvordan vil du uttrykke avstanden mellom to gener på et kromosom? Alle målenhetene er for store og gjelder ikke genetikken vår.
Det er der enheten centimorgan (ofte forkortet til CM) kommer inn. Mens centimorgans brukes som en avstandsenhet for å representere gener på et kromosom, brukes det også som en sannsynlighetsenhet for rekombinasjonsfrekvens.
rekombinasjon er et naturlig fenomen (som også brukes i genteknologi) der gener under "crossover" byttes rundt på kromosomer. Dette omorganiserer genene, som kan gi genetiske variasjoner hos gameter og kan også brukes til kunstig genteknologi.
Hva er en Centimorgan?
EN centimorgan, også kjent og skrevet som en genetisk kartenhet (gmu), er hjertet en sannsynlighetsenhet. En cM er lik avstanden til to gener som gir en rekombinasjonsfrekvens på en prosent. Med andre ord representerer en cM en en prosent sjanse at ett gen vil bli separert fra et annet gen på grunn av en cross over-hendelse.
Jo større mengde centimorgans er, jo lenger unna er genene fra hverandre.
Dette er fornuftig når du tenker på hva kryssing og rekombinasjon er. Hvis to gener er rett ved siden av hverandre, er det en mye mindre sjanse for at de vil bli skilt fra hverandre ganske enkelt fordi de er tett sammen, og det er grunnen til at rekombinasjonsprosenten som en enkelt cM representerer er så lav: Det er mye mindre sannsynlig å oppstå når gener er nær hverandre.
Når to gener er lenger fra hverandre, også cM-avstanden er større, betyr det at de er mye mer sannsynlig å skille under en cross over-hendelse, noe som tilsvarer den høyere sannsynlighet (og avstand) representert av centimorgan-enheten.
Hvordan brukes Centimorgans?
Fordi centimorgans representerer både rekombinasjonsfrekvens og genavstand, har de noen få forskjellige bruksområder. Den første er å ganske enkelt kartlegge plasseringen av gener på kromosomer. Forskere har estimert at en cM tilsvarer omtrent en million basepar hos mennesker.
Dette gjør det mulig for forskere å utføre tester for å forstå rekombinasjonsfrekvensen og deretter likestille det med genlengde og avstand, noe som gjør at de kan lage kromosom- og genkart.
Det kan også brukes på motsatt måte. Hvis du for eksempel vet avstanden mellom to gener i basepar, kan du beregne det i centimorgans og dermed beregne rekombinasjonsfrekvensen for disse genene. Dette brukes også til å teste om gener er "koblet", noe som betyr veldig nær hverandre på kromosomet.
Hvis rekombinasjonsfrekvensen er mindre enn 50 cM, det betyr at genene er koblet. Dette betyr med andre ord at de to genene ligger tett sammen og er "knyttet sammen" ved å være på samme kromosom. Hvis to gener har en rekombinasjonsfrekvens større enn 50 cM, da er de ikke koblet og er dermed på forskjellige kromosomer eller veldig langt fra hverandre på samme kromosom.
Centimorgan formel og beregning
For en centimorgan-kalkulator trenger du verdiene for det totale antall avkom og antall rekombinante avkom. Rekombinant avkom er avkom som har en ikke-foreldres allelkombinasjon. For å gjøre dette, krysser forskere en dobbel heterozygote med en dobbel homozygot recessiv (for genene som er interessert), som kalles "testeren."
La oss for eksempel si at det er en hannflue med en genotype JjRr og en hunnflue med jjrr. Alle kvinnene egg kommer til å ha genotypen "jr". Hannens sæd uten crossover-hendelser ville bare gi JR og jr. Takket være crossover-hendelser og rekombinasjon kan de imidlertid også gi Jr eller jR.
Så, direkte arvet foreldrenes genotyper ville være enten JjRr eller jjrr. Rekombinant avkom ville være de med genotypen Jjrr eller jjRr. Fly avkom med disse genotypene ville være rekombinant avkom siden den kombinasjonen normalt ikke ville være mulig med mindre en crossoverhendelse hadde skjedd.
Du må se på alle avkomene og telle både den totale avkom og den rekombinante avkom. Når du har verdiene for både total og rekombinant avkom i et eksperiment du kjører, kan du beregne rekombinasjonsfrekvens ved å bruke følgende centimorgan-formel:
Rekombinasjonsfrekvens = (# rekombinant avkom / totalt antall avkom) * 100m
Siden en centimorgan er lik en prosent rekombinasjonsfrekvens, kan du også skrive den prosentandelen du får som i centimorgan-enheter. For eksempel, hvis du fikk et svar på 67 prosent, i centimorgans ville det være 67 cM.
Eksempel Beregning
La oss fortsette med eksemplet som er brukt ovenfor. Disse to fluene parer seg og har følgende antall avkom:
JjRr = 789
jjrr = 815
Jjrr = 143
jjRr = 137
Total avkom er lik alle avkommene som er lagt til, som er:
Total avkom = 789 + 815 + 143 +137 = 1,884
Rekombinant avkom er lik avkommetallet til Jjrr og jjRr, som er:
Rekombinant avkom = 143 + 137 = 280
Så rekombinasjonsfrekvensen i centimorgans er:
Rekombinasjonsfrekvens = (280/1 884) * 100 = 14,9 prosent = 14,9 cM