Які пов'язані гени? (біологія)



Два гени пов'язані між собою коли вони схильні успадковувати разом, як якщо б вони були єдиною сутністю. Це також може статися з більш ніж двома генами. У будь-якому випадку така поведінка генів є тим, що дозволило генетичне картування за допомогою зв'язування і рекомбінації.

У часи Менделя інші дослідники, такі як подружжя Бовері, помітили, що в ядрі клітини існували тіла, які відокремлювалися під час процесу поділу клітин. Це були хромосоми.

Згодом, з роботою Моргана і його групи, було більш чітке розуміння наслідування генів і хромосом. Тобто гени відокремлюються, як хромосоми, що їх несуть (хромосомна теорія успадкування).

Індекс

  • 1 Людина і гени
  • 2 Зв'язок
  • 3 Відштовхування і зчеплення
  • 4 Дисбаланс у зв'язку
    • 4.1 Нерівноважність зв'язку
  • 5 Рекомбінація та генетичне картування за допомогою зв'язування
  • 6 Генетичне відображення за допомогою зв'язків та його обмежень
  • 7 Посилання

Людина і гени

Є, як відомо, багато менше хромосом, ніж гени. Людина, наприклад, має близько 20 тисяч генів, розподілених приблизно в 23 різних хромосомах (гаплоїдному навантаженні виду)..

Кожна хромосома представлена ​​довгою молекулою ДНК, в якій багато генів кодуються окремо. Кожен ген знаходиться в певному місці (локусі) певної хромосоми; у свою чергу, кожна хромосома несе багато генів.

Іншими словами, всі гени хромосоми пов'язані між собою. Якщо здається, що вони не є, то це відбувається тому, що існує процес фізичного обміну ДНК між хромосомами, що створює ілюзію незалежного розподілу..

Цей процес називається рекомбінацією. Якщо два гени пов'язані, але широко відокремлені, рекомбінація завжди відбуватиметься, і гени будуть виділятися, як це спостерігав Мендель..

Зв'язок

Щоб спостерігати і демонструвати зв'язок, дослідник продовжує робити хрести з індивідами, які представляють контрастний фенотип досліджуваних генів (наприклад, Р: AAbb X aaBB).

Всі нащадки F1 будуть AaBb. З дігібридного переходу AaBb X aabb (або тестовий кросовер) можна очікувати, що потомство F2 покаже генотипічні (і фенотипічні) пропорції 1AaBb:1Aabb: 1aaBb: 1aabb.

Але це справедливо лише в тому випадку, якщо гени не пов'язані між собою. Перший генетичний ознака того, що два гени пов'язані між собою, полягає в тому, що спостерігається переважання батьківських фенотипів:, Aabb + aaBb >> AaB_b + aabb.

Відштовхування і зчеплення

У випадку зв'язаних генів, які ми використовуємо в якості прикладу, індивідууми будуть виробляти в основному гамети Ab і aB, більше гамет AB і ab.

Оскільки домінантний алель гена пов'язаний з рецесивним алелем іншого гена, обидва гени, як кажуть, пов'язані з відштовхуванням. Якщо спостерігається переважання алелей AB і ab про гамети Ab і aB, кажуть, що гени пов'язані між собою.

Тобто домінантні алелі пов'язані з однією і тією ж молекулою ДНК; або те, що те ж саме, пов'язані з тією ж хромосомою. Ця інформація є надзвичайно корисною в генетичному поліпшенні.

Це дозволяє встановити кількість індивідуумів, які повинні бути проаналізовані, коли гени пов'язані, і ви хочете вибрати, наприклад, два домінуючих символи..

Це було б важче досягти, коли обидва гени перебувають у відштовхуванні, а зв'язок настільки вузька, що рекомбінація між обома генами практично відсутня.

Нерівноважність зв'язку

Існування зв'язків саме по собі було великим прогресом у нашому розумінні генів та їхньої організації. Але, крім того, це також дозволило нам зрозуміти, як селекція може діяти в популяціях і трохи пояснити еволюцію живих істот.

Є гени, які так пов'язані, що замість чотирьох виробляються тільки два типи гамет, що дозволить незалежному розподілу.

Нерівноважність зв'язку

У крайніх випадках ці два зв'язані гени (у зв'язку або відштовхуванні) з'являються тільки в одному типі асоціації в популяції. Якщо це відбувається, то сказано, що існує нерівноважність зв'язку.

Дисбаланс у зв'язку виникає, наприклад, коли відсутність двох домінантних алелей зменшує ймовірності виживання та відтворення особин.

Це відбувається, коли особини є продуктом запліднення між гаметами ab. Запліднення між гаметами aB і Ab, навпаки, зростає ймовірність виживання індивідуума.

Вони будуть мати принаймні один алель A і алель B, і показуватимуть відповідні дикі пов'язані функції.

Зв'язок і його дисбаланс також можуть пояснити, чому деякі небажані алелі гена не виключаються з популяції. Якщо вони дуже близькі (у відштовхуванні) домінуючим алелям іншого гена, що надає переваги його носію (наприклад, aB), будучи пов'язаним з "добром", дозволяє постійність "поганого".

Рекомбінація та генетичне картування за допомогою зв'язування

Важливим наслідком зв'язку є те, що він дозволяє визначити відстань між зв'язаними генами. Це виявилося історично і призвело до генерації перших генетичних карт.

Для цього необхідно було зрозуміти, що гомологічні хромосоми можуть перетинати один одного під час мейозу в процесі, який називається рекомбінацією.

При рекомбінації виробляються різні гамети, ніж ті, які людина може виробляти лише шляхом сегрегації. Оскільки рекомбінанти можна підрахувати, можна математично виразити, наскільки велика відстань відокремлює один ген від іншого.

На картах за допомогою зв'язування і рекомбінації підраховуються особи, які є рекомбінантами між парою генів зокрема. Потім його відсоток обчислюється у вигляді загальної сукупності використаних карт.

За умовами, один відсоток (1%) рекомбінації є одиницею генетичної карти (umg). Наприклад, у популяції з картографування 1000 особин виявлено 200 рекомбинантов серед генетичних маркерів A/a і B/b. Тому відстань, що розділяє їх на хромосому, становить 20 мкг.

В даний час 1 мкг (що становить 1% рекомбінації) називається cM (centi Morgan). У попередньому випадку відстань між ними A/a і B/b становить 20 сМ.

Генетичне картування за допомогою зв'язків та його обмежень

На генетичній карті ви можете додати відстані в cM, але не можна, очевидно, додати відсотки рекомбінації. Ви завжди повинні відображати гени, які розділені достатньо, щоб мати можливість вимірювати короткі відстані.

Якщо відстань між двома маркерами дуже велика, то ймовірність того, що між ними відбудеться подія рекомбінації, дорівнює 1. Тому вони завжди рекомбінують і ці гени будуть поводитися так, ніби вони розподілені незалежно, навіть якщо вони пов'язані між собою..

З іншого боку, з різних причин карти, виміряні в мкм, не лінійно пов'язані з кількістю залученої ДНК. Крім того, кількість ДНК на мкМ не є універсальною, і для кожного конкретного виду вона є певною величиною і середньою.

Список літератури

  1. Botstein, D., White, R. L., Skolnick, M., Davis, R.W. (1980) Побудова генетичного зв'язку у людини з використанням поліморфізмів довжини рестрикційних фрагментів. Американський журнал генетики людини, 32: 314-331.
  2. Брукер, Р. Дж. (2017). Генетика: аналіз і принципи. McGraw-Hill Вища освіта, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, США.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Вступ до генетичного аналізу (11й ред.). Нью-Йорк: У. Г. Фрімен, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  5. Kottler, V.A., Schartl, M. (2018) Барвисті статеві хромосоми риби teleost. Гени (Базель), doi: 10.3390 / genes9050233.