Što su povezani geni? (Biology)



dva geni su povezani kada nastoje naslijediti zajedno kao da su jedna cjelina. To se također može dogoditi s više od dva gena. U svakom slučaju, ovo ponašanje gena je ono što je omogućilo genetsko mapiranje povezivanjem i rekombinacijom.

U Mendelovo vrijeme, drugi istraživači, kao što su boveri supružnici, primijetili su da u jezgri stanice postoje tijela koja su segregirana tijekom procesa stanične diobe. To su bili kromosomi.

Nakon toga, s radom Morgana i njegove skupine, došlo je do jasnijeg razumijevanja nasljeđivanja gena i kromosoma. To znači da se geni odvajaju poput kromosoma koji ih nose (teorija nasljeđivanja kromosoma).

indeks

  • 1 Ljudsko biće i geni
  • 2 Povezivanje
  • 3 Odbijanje i spajanje
  • 4 Neravnoteža u spajanju
    • 4.1 Neujednačenost povezivanja
  • 5 Rekombinacija i genetsko mapiranje povezivanjem
  • 6 Genetsko mapiranje povezivanjem i njegova ograničenja
  • 7 Reference

Ljudsko biće i geni

Postoje, kao što znamo, mnogo manje kromosoma od gena. Ljudsko biće, na primjer, ima oko 20.000 gena distribuiranih u oko 23 različita kromosoma (haploidno opterećenje vrste).

Svaki kromosom je predstavljen dugom molekulom DNA u kojoj su mnogi geni kodirani odvojeno. Svaki gen, dakle, boravi na određenom mjestu (lokusu) specifičnog kromosoma; zauzvrat, svaki kromosom nosi mnoge gene.

Drugim riječima, svi geni kromosoma su povezani zajedno. Ako se čini da nisu, to je zato što postoji proces fizičke razmjene DNA između kromosoma koji stvara iluziju neovisne distribucije..

Taj se proces naziva rekombinacija. Ako su dva gena povezana, ali široko odvojena, rekombinacija će se uvijek pojaviti i geni će se odvojiti kako je Mendel primijetio..

podvezivanja

Da bi promatrao i demonstrirao povezanost, istraživač nastavlja napraviti križeve s pojedincima koji predstavljaju kontrastni fenotip gena koji se istražuju (na primjer, P: AAbb X aaBB).

Svi F1 potomci će biti AaBb. O prijelazu na dihibrid AaBb X AABB (ili test crossover) moglo bi se očekivati ​​potomstvo F2 koje pokazuje genotipske (i fenotipske) proporcije 1AaBb:1Aabb: 1aaBb: 1AABB.

Ali to vrijedi samo ako geni nisu povezani. Prvi genetski znak da su dva gena povezana je da je uočena dominacija očinskih fenotipa:, Aabb + aaBb >> AaB_b + AABB.

Odbijanje i spajanje

U slučaju povezanih gena koje koristimo kao primjer, pojedinci će proizvoditi uglavnom gamete Ab i AB, više od gameta AB i ab.

Budući da je dominantni alel gena povezan s recesivnim alelom drugog gena, kaže se da su oba gena povezana u odbijanju. Ako se promatra prevlast alela AB i ab oko gameta Ab i AB, kaže se da su geni povezani u sprezi.

To jest, dominantni aleli su povezani s istom molekulom DNA; ili što je isto, povezani su s istim kromosomom. Ova informacija je izuzetno korisna u genetskom poboljšanju.

To omogućuje da se utvrdi broj pojedinaca koji se moraju analizirati kada su geni povezani i želite odabrati, na primjer, dva dominantna lika.

To bi bilo teže postići kada su oba gena u odbijanju i veza je toliko uska da gotovo da nema rekombinacije između oba gena.

Neujednačenost povezivanja

Postojanje povezanosti bilo je samo po sebi veliki napredak u našem razumijevanju gena i njihove organizacije. Osim toga, također nam je omogućilo da shvatimo kako selekcija može djelovati u populacijama i malo objasniti evoluciju živih bića.

Postoje geni koji su toliko povezani da se proizvode samo dvije vrste gameta umjesto četiri, što bi omogućilo neovisnu distribuciju.

Neujednačenost povezivanja

U ekstremnim slučajevima, ta dva povezana gena (u sprezi ili odbijanju) pojavljuju se samo u jednoj vrsti asocijacije u populaciji. Ako se to dogodi, kaže se da postoji neravnoteža povezivanja.

Do neravnoteže u povezivanju dolazi, na primjer, kada nedostatak dva dominantna alela smanjuje vjerojatnosti preživljavanja i reprodukcije pojedinaca.

To se događa kada su pojedinci produkt oplodnje između gameta ab. Gnojidba između spolnih stanica AB i Ab, naprotiv, povećava se vjerojatnost preživljavanja pojedinca.

Oni će imati barem jedan alel i alel B, i prikazat će odgovarajuće pridružene funkcije.

Povezivanje i njegova neravnoteža također mogu objasniti zašto neke nepoželjne alele gena nisu eliminirane iz populacije. Ako su vrlo bliski (u odbijanju) dominantnim alelima drugog gena koji daje prednost svom nositelju (na primjer, AB), biti povezan s "dobrom" omogućuje trajnost "lošeg".

Rekombinacija i genetsko mapiranje povezivanjem

Važna posljedica povezivanja je to što omogućuje određivanje udaljenosti između povezanih gena. To se pokazalo povijesno istinitim i dovelo je do stvaranja prvih genetskih karata.

Za to je bilo potrebno razumjeti da se homologni kromosomi tijekom mejoze mogu križati u procesu koji se zove rekombinacija.

Kada se rekombiniraju, proizvode se različite gamete od onih koje pojedinac može proizvesti samo segregacijom. Kako se rekombinanti mogu izbrojati, moguće je matematički izraziti koliko udaljenost odvaja jedan gen od drugog.

U kartama povezivanjem i rekombinacijom broje se pojedinci koji su rekombinanti između para gena posebno. Tada se njegov postotak izračunava u odnosu na ukupno korišteno mapiranje populacije.

Prema konvenciji, jedan posto (1%) rekombinacije je jedinica genetske karte (umg). Na primjer, u populaciji mapiranja od 1000 jedinki pronađeno je 200 rekombinanata među genetskim markerima /u i B/b. Stoga je udaljenost koja ih dijeli na kromosomu 20 umg.

Trenutno se 1 umg (što je 1% rekombinacije) naziva cM (centi Morgan). U prethodnom slučaju, udaljenost između /u i B/b je 20 cM.

Genetsko mapiranje povezivanjem i njegova ograničenja

U genetskoj karti možete dodati udaljenosti u cM, ali ne možete, očito, dodati postotke rekombinacije. Morate uvijek mapirati gene koji su dovoljno odvojeni da bi mogli mjeriti kratke udaljenosti.

Ako je udaljenost između dva markera vrlo visoka, vjerojatnost da postoji rekombinacijski događaj među njima je jednaka 1. Stoga će se oni uvijek rekombinirati i ti će se geni ponašati kao da su raspodijeljeni neovisno iako su povezani.

S druge strane, iz različitih razloga, karte izmjerene u cM nisu linearno povezane s količinom uključene DNA. Osim toga, količina DNA po cM nije univerzalna, a za svaku pojedinu vrstu ona je posebna vrijednost i prosjek.

reference

  1. Botstein, D., White, R. L., Skolnick, M., Davis, R.W. (1980) Konstrukcija genetske veze u čovjeku korištenjem polimorfizama duljine restrikcijskog fragmenta. American Journal of Human Genetics, 32: 314-331.
  2. Brooker, R.J. (2017). Genetika: analiza i načela. McGraw-Hill Visoko obrazovanje, New York, NY, USA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, USA.
  4. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod u genetsku analizu (11th ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, SAD.
  5. Kottler, V.A., Schartl, M. (2018) Šareni spolni kromosomi teleost riba. Genes (Basel), doi: 10.3390 / genes9050233.