Kaj so povezani geni? (biologija)



Dva geni so povezani kadar so nagnjeni k dedovanju skupaj, kot da bi bili en sam subjekt. To se lahko zgodi tudi z več kot dvema genoma. V vsakem primeru je to obnašanje genov tisto, kar je omogočilo genetsko kartiranje s povezovanjem in rekombinacijo.

V Mendelovem času so drugi raziskovalci, kot so boveri zakonci, opazili, da so v jedru celice obstajala telesa, ki so se ločila med procesom celične delitve. To so bili kromosomi.

Kasneje, z delom Morgana in njegove skupine, je bilo jasnejše razumevanje dedovanja genov in kromosomov. To pomeni, da se geni ločijo kot kromosomi, ki jih nosijo (dedna kromosomska teorija).

Indeks

  • 1 Človek in geni
  • 2 Povezava
  • 3 Odgon in spenjanje
  • 4 Neuravnoteženost v povezavi
    • 4.1 Neuravnoteženost povezave
  • 5 Rekombinacija in genetsko kartiranje s povezavo
  • 6 Genetsko kartiranje s povezovanjem in njegove omejitve
  • 7 Reference

Človek in geni

Kot vemo, obstaja veliko manj kromosomov kot genov. Človek ima na primer približno 20.000 genov, razdeljenih v približno 23 različnih kromosomih (haploidna obremenitev vrste)..

Vsak kromosom predstavlja dolga molekula DNA, v kateri so številni geni kodirani ločeno. Vsak gen se nahaja v določenem mestu (lokusu) določenega kromosoma; vsak kromosom pa nosi več genov.

Z drugimi besedami, vsi geni kromosoma so povezani skupaj. Če se zdi, da niso, je to zato, ker obstaja proces fizične izmenjave DNA med kromosomi, ki ustvarja iluzijo neodvisne distribucije..

Ta proces se imenuje rekombinacija. Če sta dva gena povezana, vendar zelo ločena, se bo vedno pojavila rekombinacija in geni se bodo ločevali, kot je opazil Mendel..

Povezava

Da bi opazoval in dokazal povezavo, raziskovalec nadaljuje s križanjem s posamezniki, ki predstavljajo kontrastni fenotip genov, ki se preučujejo (npr. P: AAbb X aaBB).

Vsi F1 potomci bodo AaBb. Dibridnega prehoda AaBb X aabb (ali test crossover) bi pričakovali, da bodo potomci F2 pokazali genotipske (in fenotipske) deleže 1AaBb:1Aabb: 1aaBb: 1aabb.

Toda to velja le, če geni niso povezani. Prvi genetski znak, da sta povezana dva gena, je, da je opaziti prevlado očetovskih fenotipov:, Aabb + aaBb >> AaB_b + aabb.

Odganjanje in spenjanje

V primeru povezanih genov, ki jih uporabljamo kot primer, bodo posamezniki proizvedli večinoma gamet Ab in aB, več kot gamete AB in ab.

Ker je prevladujoči alel gena povezan z recesivnim alelom drugega gena, naj bi oba gena povezana z odganjanjem. Če opazimo prevlado alelov AB in ab o gametah Ab in aB, pravijo, da so geni povezani v spajanju.

To pomeni, da so dominantni aleli vezani na isto molekulo DNA; ali kaj je isto, so povezani z istim kromosomom. Te informacije so zelo koristne pri genetskem izboljšanju.

To omogoča določitev števila posameznikov, ki jih je treba analizirati, ko so geni povezani in želite izbrati, na primer, dva dominantna znaka..

To bi bilo težje doseči, če sta oba gena v odganjanju in je povezava tako ozka, da skoraj ni rekombinacije med obema genoma..

Neuravnoteženost povezave

Obstoj povezave je bil sam po sebi velik napredek v našem razumevanju genov in njihove organizacije. Poleg tega pa nam je omogočila tudi razumevanje, kako lahko selekcija deluje v populacijah in malo pojasni razvoj živih bitij.

Obstajajo geni, ki so tako povezani, da se namesto štirih proizvaja samo dve vrsti gamet, kar bi omogočilo neodvisno distribucijo.

Neuravnoteženost povezave

V skrajnih primerih se ta dva povezana gena (pri povezovanju ali odbijanju) pojavljata le pri eni vrsti združevanja v populaciji. Če se to zgodi, se pravi, da obstaja neravnovesje v povezavi.

Do neravnovesja v povezavi pride, na primer, ko pomanjkanje dveh dominantnih alelov zmanjša verjetnost preživetja in razmnoževanja posameznikov.

To se zgodi, ko so posamezniki produkt oploditve med gameti ab. Gnojenje med gameti aB in Ab, nasprotno, verjetnost preživetja posameznika se povečuje.

Ti bodo imeli vsaj en alel A in alel B, in bo prikazal ustrezne funkcije, povezane z divjino.

Povezava in njeno neravnovesje lahko razložita tudi, zakaj nekateri neželeni aleli genov niso izločeni iz populacije. Če so zelo blizu (v odganjanju) dominantnim alelom drugega gena, ki daje prednost njegovemu nosilcu (na primer, aB), biti povezan z "dobrim" omogoča stalnost "slabega".

Rekombinacija in genetsko kartiranje s povezovanjem

Pomembna posledica povezave je, da omogoča določanje razdalje med povezanimi geni. Izkazalo se je, da je to zgodovinsko resnično in je privedlo do nastanka prvih genetskih zemljevidov.

Za to je bilo treba razumeti, da se lahko homologni kromosomi med mejozo medsebojno križajo v procesu, ki se imenuje rekombinacija.

Pri rekombinaciji se proizvajajo različne gamete kot tiste, ki bi jih posameznik lahko proizvedel le z ločevanjem. Ker se lahko rekombinanti preštejejo, je mogoče matematično izraziti, koliko razdalj loči en gen od drugega.

V kartah s povezovanjem in rekombinacijo se preštejejo posamezniki, ki so rekombinanti med parom genov. Nato se odstotek izračuna glede na skupno uporabljeno kartografsko populacijo.

Po dogovoru je en odstotek (1%) rekombinacije enota genetske karte (umg). Na primer, v populaciji kartiranja 1000 posameznikov je med genetskimi markerji 200 rekombinantov A/a in B/b. Zato je razdalja, ki jih ločuje od kromosoma, 20 umg.

Trenutno se 1 umg (ki je 1% rekombinacija) imenuje cM (centi Morgan). V prejšnjem primeru je razdalja med A/a in B/b je 20 cM.

Genetsko kartiranje s povezovanjem in njegove omejitve

V genetski karti lahko dodate razdalje v cM, vendar ne morete, očitno, dodati odstotke rekombinacije. Vedno morate preslikati gene, ki so dovolj ločeni, da lahko merimo kratke razdalje.

Če je razdalja med dvema markerjema zelo visoka, je verjetnost, da je med njimi rekombinacijski dogodek, enaka 1. Zato bodo vedno rekombinirali in ti geni se bodo obnašali, kot da bi bili neodvisno porazdeljeni, čeprav so povezani.

Po drugi strani pa zaradi raznih razlogov zemljevidi, izmerjeni v CM, niso linearno povezani s količino vpletene DNA. Poleg tega količina DNA na cM ni univerzalna in za vsako posamezno vrsto je posebna vrednost in povprečje.

Reference

  1. Botstein, D., White, R. L., Skolnick, M., Davis, R.W. (1980) Konstrukcija genetske povezave pri človeku z uporabo polimorfizmov dolžine restrikcijskih fragmentov. American Journal of Human Genetics, 32: 314-331.
  2. Brooker, R. J. (2017). Genetika: analiza in načela. McGraw-Hill visokošolsko izobraževanje, New York, NY, ZDA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, ZDA.
  4. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11th ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, ZDA.
  5. Kottler, V.A., Schartl, M. (2018) Pisani spolni kromosomi teleostnih rib. Geni (Basel), doi: 10.3390 / genes9050233.