Как рассчитать частоты рекомбинации

Если вы изучаете генетику, вы, вероятно, узнали, что гены часто бывают нескольких различных версий (обычно двух), называемых «аллелями», и что один из этих аллелей обычно «доминирует» над другим, последний называется « рецессивная "копия. Вы знаете, что каждый несет в себе два аллеля для каждого гена и получает один аллель от каждого родителя.

Взятые вместе, эти факты подразумевают, что если у вас есть родители с известным генотипом рассматриваемого гена - то есть вы знаете, какие аллели они могут внести - вы можете использовать базовую математику, чтобы предсказать вероятность того, что ребенок у этих родителей данный генотип и, соответственно, шансы того, что у любого ребенка будет отображаться данный фенотип, который является физическим выражением генетически закодированных признаков.

На самом деле, репродуктивная микробиология сводит на нет эти цифры из-за явления, называемого «рекомбинация».

Простое менделевское наследование

Предположим, что у вида симпатичных инопланетян фиолетовые волосы преобладают над желтыми, и что эти аллели представлены буквами P и p. Аналогично, предположим, что круглые головы (R) доминируют над плоскими головками (r). Основываясь на этой информации, если вы знаете, что каждый родитель гетерозиготен по обоим этим признакам, то есть у матери и отца есть один доминантный и один рецессивный аллель как в месте расположения гена цвета волос (локус), так и в голове. формировать локус гена - тогда вы знаете, что у каждого родителя есть генотип PpRr и что возможными генотипами потомства являются PPRR, PPRr, PPrr, PpRR, PpRr, Pprr, ppRR, ppRr и pprr.

Квадрат Паннетта (не показан; см. Ресурсы для примера такого сечения дигидрида) показывает, что соотношение этих генотипов составляет 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1, что в свою очередь приводит к фенотипическое соотношение 9: 3: 3: 1. То есть на каждые 16 детей, рожденных этими родителями, следует ожидать 9 детей с фиолетовыми волосами и круглоголовыми; 3 ребенка с фиолетовыми волосами и плоской головой; 3 желтоволосых ребенка с круглой головой; и 1 желтоволосый, плоскоголовый ребенок. Эти отношения в свою очередь работают до 9/16 = 0,563, 3/16 = 0,188, 3/16 = 0,188 и 1/16 = 0,062. Они также могут быть выражены в процентах путем умножения на 100.

Тем не менее, природа вводит критическую морщинку в эти числа: такие вычисления предполагают, что эти аллели наследуются независимо, но феномен «генной связи» опровергает это предположение.


Генная связь: определение

Гены, которые находятся близко друг к другу и которые кодируют различные признаки, могут передаваться как единое целое благодаря процессу, называемому «рекомбинация», который происходит во время полового размножения как часть обмена генетическим материалом, называемым «кроссинговером». Вероятность этого в паре генов связана с тем, насколько физически близко гены находятся на хромосоме.

Рассмотрим небольшую ливневую бурю в вашем городе, когда все оказываются на улице и делают разные вещи. Если вы попали под дождь, каковы шансы, что случайно выбранный друг будет среди пропитанных? Очевидно, это зависит от того, насколько близок вам выбранный друг. Генная связь работает в соответствии с тем же основным принципом.
Частота рекомбинации

Чтобы определить, насколько близко к гену два аллеля используют одни только репродуктивные данные - то есть, чтобы решить проблемы генного картирования - ученые смотрят на разницу между предсказанными фенотипическими отношениями в популяции потомства и фактическими отношениями. Это делается путем скрещивания «дигибридного» родителя с потомством, которое проявляет обе рецессивные черты. В случае нашей биологии связи с инопланетянами это означает скрещивание с пурпурными волосами, с круглоголовым инопланетянином (у которого в случае дигибридного организма генотип PpRr) с наименее вероятным продуктом такого спаривания - желтым волосатый, плоскоголовый инопланетянин (pprr).

Предположим, что это дает следующие данные для 1000 потомков:

    Фиолетовый, круглый: 102
    Фиолетовый, плоский: 396
    Желтый, круглый: 404
    Желтый, плоский: 98

Ключом к решению проблем картирования связей является признание того факта, что потомство, фенотипически совпадающее с любым из родителей, является рекомбинантным потомством - в данном случае, с фиолетовыми волосами, с круглыми головами и с желтыми волосами, с плоскими головами. Это позволяет рассчитать частоту рекомбинации, которая представляет собой просто рекомбинантное потомство, деленное на общее потомство:

(102 + 98) ÷ (102 + 396 + 404 + 98) = 0,20

Генетики рассчитывают соответствующий процент, чтобы назначить степень генетической связи, которая имеет единицы «сантиморганы» или сМ. В этом случае значение составляет 0,20 х 100 или 20%. Чем выше число, тем теснее гены физически связаны.

 

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (16.03.2019)
Просмотров: 7 | Рейтинг: 0.0/0