С чем связаны гены? (Биология)



два гены связаны когда они имеют тенденцию наследовать вместе, как если бы они были единым целым. Это также может случиться с более чем двумя генами. В любом случае, именно такое поведение генов позволило генетическому картированию путем сцепления и рекомбинации.

Во времена Менделя другие исследователи, такие как супруги Бовери, наблюдали, что в ядре клетки были тела, которые выделялись в процессе деления клетки. Это были хромосомы.

Впоследствии, благодаря работе Моргана и его группы, стало яснее понимание наследования генов и хромосом. То есть, гены разделяются как хромосомы, которые их несут (наследственная хромосомная теория).

индекс

  • 1 Человек и гены
  • 2 Связь
  • 3 отталкивание и сцепление
  • 4 Дисбаланс в связи
    • 4.1 Нарушение равновесия
  • 5 Рекомбинация и генетическое картирование по сцеплению
  • 6 Генетическое картирование по сцеплению и его ограничениям
  • 7 ссылок

Человек и гены

Как мы знаем, хромосом намного меньше, чем генов. Например, человек имеет около 20000 генов, распределенных по 23 различным хромосомам (гаплоидная нагрузка вида).

Каждая хромосома представлена ​​длинной молекулой ДНК, в которой многие гены кодируются отдельно. Каждый ген находится в определенном сайте (локусе) конкретной хромосомы; в свою очередь, каждая хромосома несет много генов.

Другими словами, все гены хромосомы связаны друг с другом. Если кажется, что это не так, то это потому, что существует процесс физического обмена ДНК между хромосомами, который создает иллюзию независимого распределения..

Этот процесс называется рекомбинацией. Если два гена связаны, но широко разделены, рекомбинация всегда будет происходить, и гены будут сегрегировать, как заметил Мендель..

перевязка

Чтобы наблюдать и продемонстрировать связь, исследователь приступает к скрещиванию с индивидуумами, которые представляют контрастный фенотип изучаемых генов (например, P: Аабб X Аабб).

Все потомки F1 будут Аабб. Дигибридный переход Аабб X ААББ (или тестовый кроссовер) можно было бы ожидать, что потомство F2 показывает генотипические (и фенотипические) пропорции 1Аабб:1Аабб: 1Аабб: 1ААББ.

Но это верно только в том случае, если гены не связаны. Первый генетический признак того, что два гена связаны, заключается в том, что наблюдается преобладание отцовских фенотипов:, Аабб + Аабб >> AaB_b + ААББ.

Отталкивание и сцепление

В случае связанных генов, которые мы используем в качестве примера, люди будут производить в основном гаметы Ab и аВ, больше чем гаметы AB и аб.

Поскольку доминантный аллель гена связан с рецессивным аллелем другого гена, говорят, что оба гена связаны в отталкивании. Если наблюдается преобладание аллелей AB и аб о гаметах Ab и аВ, говорят, что гены связаны в соединении.

То есть доминантные аллели связаны с одной и той же молекулой ДНК; или, что то же самое, связаны с одной и той же хромосомой. Эта информация чрезвычайно полезна в генетическом улучшении.

Это позволяет установить количество особей, которые должны быть проанализированы, когда гены связаны, и вы хотите выбрать, например, два доминирующих символа.

Этого было бы труднее достичь, когда оба гена отталкиваются, а связь настолько узка, что рекомбинация между обоими генами практически отсутствует.

Нарушение равновесия

Наличие связи само по себе стало огромным шагом вперед в нашем понимании генов и их организации. Но кроме того, это также позволило нам понять, как отбор может действовать в популяциях, и немного объяснить эволюцию живых существ..

Есть гены, которые настолько связаны между собой, что вместо четырех образуются только два типа гамет, что позволяет осуществлять независимое распространение..

Нарушение равновесия

В крайних случаях эти два связанных гена (в сочетании или в отталкивании) появляются только в одном типе ассоциации в популяции. Если это происходит, говорят, что существует нарушение равновесия.

Дисбаланс в сцеплении возникает, например, когда недостаток двух доминантных аллелей снижает вероятность выживания и размножения людей.

Это происходит, когда люди являются продуктом оплодотворения между гаметами аб. Оплодотворение между гаметами аВ и Ab, напротив, вероятность выживания индивида возрастает.

У них будет хотя бы один аллель и аллель В, и покажет соответствующие дикие связанные функции.

Связь и ее дисбаланс также могут объяснить, почему некоторые нежелательные аллели гена не удаляются из популяции. Если они очень близки (в отталкивании) к доминантным аллелям другого гена, что дает преимущества его носителю (например,, аВ), будучи ассоциированным с «хорошим», допускает постоянство «плохого».

Рекомбинация и генетическое картирование по связи

Важным следствием связи является то, что она позволяет определять расстояние между связанными генами. Это оказалось исторически верным и привело к созданию первых генетических карт.

Для этого необходимо было понять, что гомологичные хромосомы могут пересекаться друг с другом во время мейоза в процессе, называемом рекомбинацией..

При рекомбинации образуются разные гаметы, отличные от тех, которые индивид мог создать только путем сегрегации. Поскольку рекомбинанты могут быть подсчитаны, можно математически выразить, насколько расстояние отделяет один ген от другого..

В картах по сцеплению и рекомбинации подсчитываются индивидуумы, которые являются рекомбинантными, в частности, между парой генов. Затем его процент рассчитывается с точки зрения общей использованной картографической популяции..

По соглашению, один процент (1%) рекомбинации является единицей генетической карты (UMG). Например, в картографической популяции из 1000 особей среди генетических маркеров обнаружены 200 рекомбинантов. /в и В/б. Следовательно, расстояние, которое разделяет их на хромосому, составляет 20 мкг..

В настоящее время 1 мкг (что составляет 1% рекомбинации) называется cM (Centi Morgan). В предыдущем случае расстояние между /в и В/б 20 см.

Генетическое картирование по связи и его ограничениям

В генетической карте вы можете добавить расстояния в cM, но вы, очевидно, не можете добавить проценты рекомбинации. Вы должны всегда наносить на карту гены, которые достаточно разделены, чтобы иметь возможность измерять короткие расстояния.

Если расстояние между двумя маркерами очень велико, вероятность того, что между ними будет событие рекомбинации, равна 1. Следовательно, они всегда будут рекомбинировать, и эти гены будут вести себя так, как если бы они были распределены независимо, даже если они связаны между собой..

С другой стороны, по разным причинам карты, измеренные в сМ, не связаны линейно с количеством задействованной ДНК. Кроме того, количество ДНК на см не является универсальным, и для каждого конкретного вида это определенное значение и среднее.

ссылки

  1. Ботштейн Д., Уайт Р.Л., Сколник М., Дэвис Р.В. (1980). Конструирование генетической связи у человека с использованием полиморфизмов длины рестрикционных фрагментов. Американский журнал генетики человека, 32: 314-331.
  2. Брукер Р.Дж. (2017). Генетика: анализ и принципы. McGraw-Hill Higher Education, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Пкиладелия, Пенсильвания, США.
  4. Griffiths A.J.F., Wessler R., Carroll S.B., Doebley J. (2015). Введение в генетический анализ (11го ред.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  5. Коттлер В. А., Шартль М. (2018) Красочные половые хромосомы костистых рыб. Гены (Базель), doi: 10,3390 / гены9050233.