Hva er koblede gener? (Biology)



to gener er koblet sammen når de pleier å arve sammen som om de var en enkelt enhet. Dette kan også skje med mer enn to gener. I alle fall er denne oppførselen av generene det som har tillatt den genetiske kartleggingen ved kobling og rekombinasjon.

I Mendelas tid hadde andre forskere, som Boveri-ektefeller, observert at i kjernen i cellen var det organer som segregerte under prosessen med celledeling. Disse var kromosomene.

Deretter, med arbeidet til Morgan og hans gruppe, var det en klarere forståelse av arven av gener og kromosomer. Det vil si at generene segregerer som kromosomene som bærer dem (arvskromosomal teori).

index

  • 1 Menneske og gener
  • 2 koblinger
  • 3 Repulsjon og kopling
  • 4 Ubalanse i kobling
    • 4.1 Linkage ulikvikt
  • 5 Rekombinasjon og genetisk kartlegging ved binding
  • 6 Genetisk kartlegging ved kobling og dens begrensninger
  • 7 referanser

Menneske og gener

Det er, som vi vet, mange færre kromosomer enn gener. Mennesket har for eksempel ca. 20.000 gener fordelt på omtrent 23 forskjellige kromosomer (haploidbelastning av arten).

Hvert kromosom er representert ved et langt DNA-molekyl hvor mange gener kodes separat. Hvert gen ligger da i et bestemt sted (locus) av et spesifikt kromosom; I sin tur bærer hvert kromosom mange gener.

Med andre ord er alle gener av et kromosom koblet sammen. Hvis det virker som om de ikke er, er det fordi det er en prosess med fysisk utveksling av DNA mellom kromosomene som skaper illusjonen av uavhengig distribusjon.

Denne prosessen kalles rekombination. Hvis to gener er koblet, men i stor grad separert, vil rekombinasjon alltid forekomme og generene vil segregeres som Mendel observert..

ligation

For å observere og demonstrere koblingen fortsetter forskeren å gjøre kryss med individer som presenterer en kontrasterende fenotype av generene som er studert (for eksempel P: AABB X AABB).

Alle F1 etterkommere vil være AABB. Av dihybridkorsingen AABB X AABB (eller testovergang) kan man forvente et avkom F2 som viser de genotype (og fenotypiske) proporsjoner 1AABB:1aabb: 1AABB: 1AABB.

Men dette er bare sant hvis gener ikke er koblet sammen. Det første genetiske tegnet at to gener knyttes sammen, er at en overvekt av paternale fenotyper observeres:, aabb + AABB >> AaB_b + AABB.

Repulsjon og kopling

Når det gjelder koblede gener som vi bruker som et eksempel, vil enkeltpersoner produsere det meste gameter Ab og aB, mer enn gameter AB og ab.

Fordi den dominerende allelen til et gen er assosiert med den recessive allelen til det andre genet, sies begge gener å være koblet i frastøtning. Hvis en overvekt av alleler observeres AB og ab om gametene Ab og aB, det sies at generene er koblet i kopling.

Det vil si at de dominerende alleler er koblet til det samme DNA-molekylet; eller hva som er det samme, er forbundet med det samme kromosomet. Denne informasjonen er ekstremt nyttig i genetisk forbedring.

Dette gjør det mulig å fastslå antall individer som må analyseres når generene er koblet sammen og du vil velge for eksempel de to dominerende tegnene.

Dette ville være vanskeligere å oppnå når begge gener er i avstengning og koblingen er så smal at det er nesten ingen rekombinasjon mellom begge gener.

Sammenkobling ulikvikt

Eksistensen av kobling var i seg selv et stort fremskritt i vår forståelse av gener og deres organisasjon. Men i tillegg tillot det oss også å forstå hvordan valg kan fungere i befolkninger og forklare litt utviklingen av levende vesener.

Det er gener som er så knyttet at bare to typer gameter blir produsert i stedet for de fire som tillater uavhengig distribusjon.

Sammenkobling ulikvikt

I ekstreme tilfeller er disse to koblede generene (i kobling eller i avstøt) bare vist i en type forening i befolkningen. Hvis dette skjer, sies det at det er koblingsbalanse.

Ubalanse i kobling oppstår, for eksempel når mangelen på de to dominerende alleler reduserer sannsynlighetene for overlevelse og reproduksjon av individer.

Dette skjer når individer er et produkt av befruktning mellom gameter ab. Gjødsel mellom gameter aB og Ab, Tvert imot øker sannsynligheten for overlevelse av individet.

Disse vil ha minst en allel En og en allel B, og vil vise de tilsvarende vill tilknyttede funksjonene.

Sammenkobling, og dets ubalanse, kan også forklare hvorfor noen uønskede alleler av et gen ikke elimineres fra befolkningen. Hvis de er svært nærme (i avstøtning) til dominerende alleler av et annet gen som gir fordeler til dets bærer (for eksempel, aB), å være assosiert med den "gode" tillater permanentheten av den "dårlige".

Rekombinasjon og genetisk kartlegging ved kobling

En viktig konsekvens av sammenkobling er at det tillater å bestemme avstanden mellom koblede gener. Dette viste seg å være historisk sant og førte til genereringen av de første genetiske kartene.

For dette var det nødvendig å forstå at homologe kromosomer kan krysse hverandre under meiose i en prosess som kalles rekombination.

Når rekombinasjonen blir produsert, produseres forskjellige gameter enn de som en person kan produsere bare ved segregering. Som rekombinantene kan telles, er det mulig å matematisk uttrykke hvor mye avstand skiller et gen fra et annet.

I kartene ved kobling og rekombination teller individer som er rekombinanter mellom spesielt et par gener. Deretter beregnes prosentandelen i forhold til den totale kartleggingspopulasjonen som brukes.

Ved konvensjon er en prosent (1%) rekombination en enhet av genetisk kart (umg). For eksempel finnes i en kartleggingspopulasjon på 1000 individer 200 rekombinanter blant de genetiske markørene En/til og B/b. Derfor er avstanden som skiller dem på kromosomet 20 umg.

For tiden kalles 1 umg (som er 1% rekombinasjon) cM (centi Morgan). I det forrige tilfellet er avstanden mellom En/til og B/b er 20 cM.

Genetisk kartlegging ved kobling og begrensninger

I et genetisk kart kan du legge til avstander i cM, men du kan ikke selvsagt legge til rekombinasjonsprosentaser. Du må alltid kartlegge gener som er adskilt nok til å kunne måle korte avstander.

Hvis avstanden mellom to markører er svært høy, er sannsynligheten for at det er rekombinasjonshendelse mellom dem lik 1. Derfor vil de alltid rekombinere og disse generene vil oppføre seg som om de ble distribuert selvstendig selv om de er knyttet.

På den annen side, av forskjellige årsaker, er kartene målt i cm ikke lineært relatert til mengden av DNA involvert. I tillegg er mengden DNA per cM ikke universell, og for hver spesiell art er det en spesiell verdi og gjennomsnitt.

referanser

  1. Botstein, D., White, R. L., Skolnick, M., Davis, R.W. (1980). Konstruksjon av en genetisk binding i mann ved anvendelse av restriktionsfragmentlengdepolymorfismer. American Journal of Human Genetics, 32: 314-331.
  2. Brooker, R.J. (2017). Genetikk: Analyse og prinsipper. McGraw-Hill høyere utdanning, New York, NY, USA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, USA.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S. B., Doebley, J. (2015). En introduksjon til genetisk analyse (11th ed.). New York: W.H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Kottler, V. A., Schartl, M. (2018) De fargerike sexkromosomene av teleostfisk. Genes (Basel), doi: 10.3390 / genes9050233.