Kas ir saistītie gēni? (bioloģija)



Divi gēni ir saistīti kad viņi mēdz mantot kopā, it kā viņi būtu viena vienība. Tas var notikt arī ar vairāk nekā diviem gēniem. Jebkurā gadījumā šī gēnu uzvedība ir ļāvusi ģenētiskajai kartēšanai, izmantojot saikni un rekombināciju.

Mendela laikā citi pētnieki, piemēram, Boveri laulātie, bija novērojuši, ka šūnas kodolā bija ķermeņi, kas šūnu dalīšanās procesa laikā tika nodalīti. Tās bija hromosomas.

Pēc tam ar Morgan un viņa grupas darbu bija skaidrāka izpratne par gēnu un hromosomu mantojumu. Tas nozīmē, ka gēni segregē, piemēram, hromosomas, kas tos ved (mantojuma hromosomu teorija).

Indekss

  • 1 Cilvēks un gēni
  • 2 Saikne
  • 3 Atspiešana un savienošana
  • 4 Savienojuma nelīdzsvarotība
    • 4.1. Savienojuma nesakritība
  • 5 Rekombinācija un ģenētiskā kartēšana ar saitēm
  • 6 Ģenētiskā kartēšana ar saikni un tās ierobežojumiem
  • 7 Atsauces

Cilvēks un gēni

Kā zināms, ir daudz mazāk hromosomu nekā gēni. Piemēram, cilvēkam ir aptuveni 20 000 gēnu, kas izplatīti aptuveni 23 dažādās hromosomās (sugu haploīdā slodze)..

Katru hromosomu pārstāv ilga DNS molekula, kurā daudzi gēni ir kodēti atsevišķi. Katrs gēns pēc tam atrodas noteiktā hromosomas konkrētā vietā (lokusā); savukārt katrai hromosomai ir daudz gēnu.

Citiem vārdiem sakot, visi hromosomas gēni ir savstarpēji saistīti. Ja šķiet, ka tie nav, tas ir tāpēc, ka pastāv DNS fiziskās apmaiņas process starp hromosomām, kas rada neatkarīgas izplatīšanas ilūziju..

Šo procesu sauc par rekombināciju. Ja ir sasaistīti divi gēni, bet tie ir plaši atdalīti, rekombinācija vienmēr notiks un gēni segregē kā Mendels..

Saikne

Lai novērotu un demonstrētu saikni, pētnieks turpina krustoties ar indivīdiem, kuri prezentē pētāmo gēnu kontrastējošo fenotipu (piemēram, P: AAbb X aaBB).

Visi F1 pēcnācēji būs AaBb. No šķērsgriezuma AaBb X aabb (vai testa crossover) varētu sagaidīt, ka pēcnācējs F2 uzrāda genotipa (un fenotipiskās) proporcijas 1AaBb:1Aabb: 1aaBb: 1aabb.

Bet tas ir tikai tad, ja gēni nav saistīti. Pirmais ģenētiskais apzīmējums, ka divi gēni ir saistīti, ir tēva fenotipu pārsvars:, Aabb + aaBb >> AaB_b + aabb.

Atspiešana un sakabināšana

Saistīto gēnu gadījumā, ko mēs izmantojam kā piemēru, indivīdi ražos galvenokārt gametes Ab un aB, vairāk nekā gametas AB un ab.

Tā kā gēna dominējošā alēle ir saistīta ar otrā gēna recesīvo alēli, tiek apgalvots, ka abi gēni ir saistīti ar atbaidīšanu. Ja novēro alēļu pārsvaru AB un ab par gametām Ab un aB, ir teikts, ka gēni ir saistīti savienojumā.

Tas ir, dominējošās alēles ir saistītas ar to pašu DNS molekulu; vai tas pats, kas ir saistīts ar to pašu hromosomu. Šī informācija ir ļoti noderīga ģenētiskajā uzlabošanā.

Tas ļauj noteikt to personu skaitu, kuras jāanalizē, kad gēni ir saistīti, un jūs vēlaties izvēlēties, piemēram, divas dominējošās rakstzīmes.

Tas būtu grūtāk sasniedzams, ja abi gēni ir atbaidīti un saikne ir tik šaura, ka abu gēnu rekombinācija ir gandrīz nekāda..

Savienojuma nesakritība

Saiknes esamība pati par sevi bija milzīgs progress mūsu izpratnē par gēniem un to organizāciju. Bet turklāt tas arī ļāva mums saprast, kā izvēle var darboties populācijās un nedaudz izskaidrot dzīvo būtņu evolūciju.

Ir tādi gēni, kas ir tik saistīti, ka tiek ražoti tikai divu veidu gameti, nevis četri, kas ļautu neatkarīgi izplatīties.

Savienojuma nesakritība

Ekstrēmos gadījumos šie divi saistītie gēni (sakabes vai atbaidīšanas gadījumā) parādās tikai viena veida asociācijā populācijā. Ja tas notiek, ir teikts, ka pastāv saiknes nesakritība.

Sakarības nelīdzsvarotība rodas, piemēram, ja divu dominējošo alēļu trūkums samazina indivīdu izdzīvošanas un reproducēšanas varbūtības..

Tas notiek tad, kad indivīdi ir augļa apaugļošanas rezultāts ab. Mēslošana starp gametēm aB un Ab, gluži pretēji, indivīda izdzīvošanas varbūtība palielinās.

Tiem būs vismaz viens alēle A un alēle B, un parādīs atbilstošās savvaļas saistītās funkcijas.

Saikne un tās nelīdzsvarotība var arī izskaidrot, kāpēc dažas nevēlamas gēna alēles netiek izvadītas no populācijas. Ja tie ir ļoti tuvi (atbaidīšanas gadījumā) citas gēna dominējošām alēlei, kas dod priekšrocības tās nesējam (piemēram,, aB), kas ir saistīts ar „labu”, pieļauj „slikto” pastāvīgumu..

Rekombinācija un ģenētiskā kartēšana, izmantojot saikni

Svarīga saiknes seka ir tā, ka tā ļauj noteikt attālumu starp saistītajiem gēniem. Tas izrādījās vēsturiski taisnība un noveda pie pirmās ģenētiskās kartes.

Lai to izdarītu, bija nepieciešams saprast, ka homologās hromosomas var savstarpēji šķērsot miozes laikā procesā, ko sauc par rekombināciju.

Rekombinējot tiek ražotas dažādas gametas nekā tās, ko indivīds var radīt tikai segregējot. Tā kā rekombinanti var tikt skaitīti, ir iespējams matemātiski izteikt, cik daudz attālumu atdala vienu gēnu no citas.

Kartēs ar saitēm un rekombinācijām tiek skaitīti indivīdi, kas ir rekombinanti starp gēnu pāri. Pēc tam tā procentuālo daļu aprēķina, izmantojot kopējo izmantoto kartēšanas populāciju.

Pēc vienošanās, viens procents (1%) no rekombinācijas ir ģenētiskās kartes vienība (umg). Piemēram, 1000 iedzīvotāju kartēšanas populācijā starp ģenētiskajiem marķieriem ir 200 rekombinanti A/a un B/b. Tāpēc attālums, kas tos atdala hromosomā, ir 20 um.

Pašlaik 1 umg (kas ir 1% rekombinācija) sauc par cM (centi Morgan). Iepriekšējā gadījumā attālums starp A/a un B/b ir 20 cM.

Ģenētiskā kartēšana, izmantojot saikni un tās ierobežojumus

Ģenētiskajā kartē jūs varat pievienot attālumus cM, bet jūs nevarat, protams, pievienot rekombinācijas procentus. Jums vienmēr ir jānorāda pietiekami atdalītie gēni, lai varētu izmērīt īsus attālumus.

Ja attālums starp diviem marķieriem ir ļoti augsts, varbūtība, ka starp tiem ir rekombinācijas notikums, ir vienāda ar 1. Tāpēc viņi vienmēr rekombinēsies un šie gēni rīkosies tā, it kā tie būtu neatkarīgi izplatīti, pat ja tie ir saistīti.

No otras puses, dažādu iemeslu dēļ kartes, kas izmērītas cM, nav lineāri saistītas ar iesaistītās DNS daudzumu. Turklāt DNS daudzums uz cM nav universāls, un katrai konkrētai sugai tā ir īpaša vērtība un vidējais.

Atsauces

  1. Botstein, D., White, R. L., Skolnick, M., Davis, R.W. (1980) Ģenētiskās saiknes izveide cilvēkam, izmantojot restrikcijas fragmentu garuma polimorfismus. American Journal of Human Genetics, 32: 314-331.
  2. Brooker, R. J. (2017). Ģenētika: analīze un principi. McGraw-Hill augstākā izglītība, Ņujorka, NY, ASV.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Ģenētika. W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, ASV.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Ievads ģenētiskajā analīzē (11. \ Tth ed.). Ņujorka: W. H. Freeman, Ņujorka, Ņujorka, ASV.
  5. Kottler, V. A., Schartl, M. (2018) Krāsu dzimtas hromosomas no teleostu zivīm. Gēni (Bāzele), doi: 10.3390 / genes9050233.