Какво представляват свързаните гени? (Биология)



две гените са свързани когато те са склонни да наследяват заедно, сякаш са едно цяло. Това може да се случи и с повече от два гена. Във всеки случай, това поведение на гените е това, което е позволило генетичното картографиране чрез свързване и рекомбинация.

По времето на Мендел други изследователи, като съпрузите на Бовери, са забелязали, че в ядрото на клетката има тела, които сегрегират по време на процеса на клетъчно делене. Това са хромозомите.

Впоследствие, с работата на Морган и неговата група, имаше по-ясно разбиране за наследяването на гени и хромозоми. Това означава, че гените сегрегират като хромозомите, които ги носят (наследствена хромозомна теория).

индекс

  • 1 Човек и гени
  • 2 Връзка
  • 3 Отблъскване и свързване
  • 4 Дисбаланс в свързването
    • 4.1 Неравновесие на връзката
  • 5 Рекомбинация и генетично картиране чрез свързване
  • 6 Генетично картографиране чрез свързване и неговите ограничения
  • 7 Препратки

Човек и гени

Имаме, както знаем, много по-малко хромозоми от гените. Човекът например има около 20 000 гени, разпределени в около 23 различни хромозоми (хаплоидно натоварване на вида)..

Всяка хромозома е представена от дълга ДНК молекула, в която много гени са кодирани поотделно. Всеки ген се намира в определено място (локус) на специфична хромозома; на свой ред всяка хромозома носи много гени.

С други думи, всички гени на хромозомата са свързани заедно. Ако изглежда, че те не са, то е, защото има процес на физически обмен на ДНК между хромозомите, който създава илюзията за независимо разпределение..

Този процес се нарича рекомбинация. Ако два гена са свързани, но са широко разделени, рекомбинацията винаги ще се случи и гените ще сегрегират, както наблюдава Мендел..

лигиране

За да наблюдава и демонстрира връзката, изследователят продължава да прави кръстове с индивиди, които представят контрастиращ фенотип на изследваните гени (например, Р: AABB X AABB).

Всички F1 потомци ще бъдат AABB. От дихибридния пресичане AABB X AABB (или кръстосан тест) може да се очаква потомство F2, което показва генотипните (и фенотипни) пропорции 1AABB:1AABB: 1AABB: 1AABB.

Но това е вярно само ако гените не са свързани. Първият генетичен знак, че два гена са свързани е, че се наблюдава преобладаване на бащините фенотипове:, AABB + AABB >> AaB_b + AABB.

Отблъскване и свързване

В случай на свързани гени, които използваме като пример, индивидите ще произвеждат най-вече гамети Ab и AB, повече от гамети AB и аб.

Тъй като доминантният алел на ген е свързан с рецесивния алел на другия ген, се казва, че и двата гена са свързани в отблъскване. Ако се наблюдава преобладаване на алели AB и аб за гаметите Ab и AB, казва се, че гените са свързани в свързването.

Това означава, че доминиращите алели са свързани с една и съща ДНК молекула; или това, което е същото, са свързани с една и съща хромозома. Тази информация е изключително полезна при генетично подобрение.

Това позволява да се установи броят на индивидите, които трябва да бъдат анализирани, когато гените са свързани и искате да изберете, например, двата доминантни знака..

Това би било по-трудно да се постигне, когато двата гена са в отблъскване и връзката е толкова тясна, че почти няма рекомбинация между двата гена..

Неравновесие на връзката

Съществуването на връзка е само по себе си огромен напредък в нашето разбиране за гените и тяхната организация. Но освен това, той ни позволи да разберем как селекцията може да действа в популациите и да обяснява малко еволюцията на живите същества.

Има гени, които са толкова свързани, че се произвеждат само два вида гамети, вместо четирите, които биха позволили независимо разпределение.

Неравновесие на връзката

В екстремни случаи тези два свързани гена (при свързване или отблъскване) се появяват само в един вид асоциация в популацията. Ако това се случи, се казва, че съществува неравновесие на връзката.

Дисбалансът в връзката възниква, например, когато липсата на двата доминантни алела намалява вероятността за оцеляване и размножаване на индивидите.

Това се случва, когато индивидите са продукт на оплождане между гамети аб. Торенето между гаметите AB и Ab, напротив, вероятността за оцеляване на индивида нараства.

Те ще имат поне един алел А и алел B, и ще покаже съответните диви функции.

Връзката и нейният дисбаланс също могат да обяснят защо някои нежелани алели на един ген не се елиминират от популацията. Ако те са много близки (в отблъскване) с доминиращи алели на друг ген, който дава предимства на своя носител (например, AB), асоциирането с "доброто" позволява постоянството на "лошите".

Рекомбинация и генетично картографиране чрез свързване

Важна последица от връзката е, че тя позволява да се определи разстоянието между свързаните гени. Това се оказа исторически вярно и доведе до генерирането на първите генетични карти.

За това е необходимо да се разбере, че хомоложните хромозоми могат да се пресичат по време на мейоза в процес, наречен рекомбинация.

Когато се комбинират, се произвеждат различни гамети от тези, които индивидът може да произведе само чрез сегрегация. Тъй като рекомбинантите могат да бъдат преброени, възможно е да се изрази математически колко разстояние отделя един ген от друг.

В картите чрез свързване и рекомбинация се преброяват индивиди, които са рекомбинанти между двойка гени в частност. След това процентът му се изчислява по отношение на използваното общо население.

По правило един процент (1%) от рекомбинацията е единица генетична карта (umg). Например, в популацията на картографиране от 1000 индивида са открити 200 рекомбинанти сред генетичните маркери А/за и B/б. Следователно разстоянието, което ги разделя на хромозомата е 20 umg.

В момента 1 umg (което е 1% рекомбинация) се нарича cM (centi Morgan). В предишния случай, разстоянието между А/за и B/б е 20 сМ.

Генетично картографиране чрез свързване и неговите ограничения

В генетична карта можете да добавите разстояния в cM, но не можете, очевидно, да добавите проценти на рекомбинация. Винаги трябва да картирате гените, които са разделени достатъчно, за да могат да измерват къси разстояния.

Ако разстоянието между два маркера е много високо, вероятността да има рекомбинационно събитие между тях е равна на 1. Следователно те винаги ще се рекомбинират и тези гени ще се държат така, сякаш са разпределени независимо, въпреки че са свързани.

От друга страна, поради различни причини, картите, измерени в СМ, не са линейно свързани с количеството на участващата ДНК. В допълнение, количеството на ДНК на сМ не е универсално, а за всеки отделен вид е специфична стойност и средна стойност.

препратки

  1. Botstein, D., White, R. L., Skolnick, M., Davis, R.W. (1980) Изграждане на генетична връзка в човека, използвайки полиморфизми на дължината на рестрикционни фрагменти. American Journal of Human Genetics, 32: 314-331.
  2. Brooker, R.J. (2017). Генетика: анализ и принципи. McGraw-Hill Висше образование, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, USA.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Въведение в генетичния анализ (11тата изд.). Ню Йорк: У. Х. Фрийман, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  5. Kottler, V.A., Schartl, M. (2018) Цветните сексуални хромозоми на телести риби. Гени (Базел), doi: 10.3390 / genes9050233.