ยีนที่เชื่อมโยงคืออะไร? (ชีววิทยา)



สอง มีการเชื่อมโยงยีน เมื่อพวกเขามีแนวโน้มที่จะรับมรดกร่วมกันราวกับว่าพวกเขาเป็นนิติบุคคลเดียว สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับยีนมากกว่าสองยีน ไม่ว่าในกรณีใดพฤติกรรมของยีนนี้เป็นสิ่งที่ได้รับอนุญาตให้ทำแผนที่ทางพันธุกรรมโดยเชื่อมโยงและรวมตัวกันใหม่.

ในเวลาของเมนเดลนักวิจัยคนอื่น ๆ เช่นคู่สมรสของ Boveri ได้สังเกตว่าในนิวเคลียสของเซลล์มีร่างกายที่แยกออกจากกันในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ นี่คือโครโมโซม.

ต่อจากนั้นด้วยการทำงานของมอร์แกนและกลุ่มของเขามีความเข้าใจที่ชัดเจนขึ้นเกี่ยวกับการสืบทอดของยีนและโครโมโซม กล่าวคือยีนที่แยกตัวออกมาเหมือนกับโครโมโซมที่นำพาพวกมัน (ทฤษฎีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโครโมโซม).

ดัชนี

  • 1 มนุษย์และยีน
  • 2 การเชื่อมโยง
  • 3 แรงขับและการมีเพศสัมพันธ์
  • 4 ความไม่สมดุลในการเชื่อมโยง
    • 4.1 ความไม่สมดุลของการเชื่อมโยง
  • 5 การทำใหม่และการทำแผนที่พันธุกรรมโดยการเชื่อมโยง
  • 6 การทำแผนที่ทางพันธุกรรมโดยการเชื่อมโยงและข้อ จำกัด
  • 7 อ้างอิง

มนุษย์และยีน

อย่างที่เรารู้มีโครโมโซมน้อยกว่ายีน ยกตัวอย่างเช่นมนุษย์มียีนประมาณ 20,000 ยีนกระจายอยู่ในโครโมโซมต่าง ๆ ประมาณ 23 ชนิด (โหลดเดี่ยวของสปีชีส์).

โครโมโซมแต่ละอันจะถูกแทนด้วยโมเลกุล DNA ที่มีความยาวซึ่งมียีนจำนวนมากถูกเข้ารหัสแยกจากกัน จากนั้นแต่ละยีนจะอยู่ในตำแหน่งเฉพาะ (โลคัส) ของโครโมโซมเฉพาะ ในทางกลับกันแต่ละโครโมโซมมียีนจำนวนมาก.

กล่าวอีกนัยหนึ่งยีนทั้งหมดของโครโมโซมเชื่อมโยงกัน หากดูเหมือนว่าพวกเขาไม่ได้เป็นเพราะมีกระบวนการแลกเปลี่ยนทางกายภาพของดีเอ็นเอระหว่างโครโมโซมที่สร้างภาพลวงตาของการกระจายอิสระ.

กระบวนการนี้เรียกว่าการรวมตัวกันใหม่ หากมีการเชื่อมโยงยีนสองตัว แต่แยกกันอย่างกว้างขวางการรวมตัวกันอีกครั้งจะเกิดขึ้นเสมอและยีนจะแยกออกจากกันเมื่อเมนเดลสังเกต.

ligation

ในการสังเกตและแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงนักวิจัยดำเนินการข้ามกับบุคคลที่นำเสนอฟีโนไทป์ที่แตกต่างของยีนภายใต้การศึกษา (ตัวอย่างเช่น P: AABB X AABB).

ลูกหลานของ F1 ทั้งหมดจะเป็น AABB. ของการข้าม dihybrid AABB X AABB (หรือทดสอบครอสโอเวอร์) ใครจะคาดหวังว่าลูกหลาน F2 แสดงสัดส่วนจีโนไทป์ (และฟีโนไทป์) 1AABB:1AABB: 1AABB: 1AABB.

แต่นี่เป็นเรื่องจริงหากยีนนั้นไม่ได้เชื่อมโยงกัน สัญญาณทางพันธุกรรมแรกที่มีการเชื่อมโยงยีนทั้งสองนั่นคือความเด่นของฟีโนไทป์ของพ่อคือ:, AABB + AABB >> AaB_b + AABB.

แรงผลักและการมีเพศสัมพันธ์

ในกรณีของยีนที่เชื่อมโยงที่เราใช้เป็นตัวอย่างบุคคลจะผลิต gametes ส่วนใหญ่ Ab และ aB, มากกว่า gametes AB และ AB.

เนื่องจากอัลลีลที่โดดเด่นของยีนเกี่ยวข้องกับอัลลีลที่ถอยกลับของยีนอื่นยีนทั้งสองจึงถูกกล่าวถึงว่ามีการเชื่อมโยงในการผลักกัน หากสังเกตเห็นความเด่นของอัลลีล AB และ AB เกี่ยวกับ gametes Ab และ aB, ว่ากันว่ายีนนั้นมีการเชื่อมโยงในการมีเพศสัมพันธ์.

นั่นคืออัลลีลที่โดดเด่นนั้นเชื่อมโยงกับโมเลกุล DNA เดียวกัน หรืออะไรที่เหมือนกันมีความสัมพันธ์กับโครโมโซมเดียวกัน ข้อมูลนี้มีประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงพันธุกรรม.

สิ่งนี้ช่วยให้สามารถสร้างจำนวนบุคคลที่ต้องวิเคราะห์เมื่อมีการเชื่อมโยงยีนและคุณต้องการเลือกตัวอย่างเช่นอักขระสองตัวที่โดดเด่น.

นี่จะยากกว่าที่จะประสบความสำเร็จเมื่อยีนทั้งสองอยู่ในความรังเกียจและการเชื่อมโยงนั้นแคบมากจนแทบจะไม่มีการรวมตัวกันระหว่างยีนทั้งสอง.

ความไม่สมดุลของการเชื่อมโยง

การมีอยู่ของการเชื่อมโยงเป็นความก้าวหน้าอย่างมากในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับยีนส์และองค์กรของพวกเขา แต่นอกจากนี้มันยังช่วยให้เราเข้าใจว่าการเลือกสามารถกระทำในกลุ่มประชากรและอธิบายวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้อย่างไร.

มียีนที่เชื่อมโยงกันอย่างมากว่ามีเพียงสองประเภทของเกมเท่านั้นที่ถูกสร้างขึ้นแทนที่จะเป็นสี่ชนิดที่จะอนุญาตให้มีการเผยแพร่อิสระ.

ความไม่สมดุลของการเชื่อมโยง

ในกรณีที่รุนแรงยีนที่เชื่อมโยงทั้งสองนี้ (ในข้อต่อหรือแรงผลัก) ปรากฏเฉพาะในการเชื่อมโยงประเภทหนึ่งในประชากร หากสิ่งนี้เกิดขึ้นจะมีการกล่าวว่ามีความไม่สมดุลของการเชื่อมโยง.

ความไม่สมดุลในการเชื่อมโยงเกิดขึ้นเช่นเมื่อไม่มีอัลลีลที่โดดเด่นทั้งสองลดความน่าจะเป็นของการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ของบุคคล.

สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อปัจเจกบุคคลเป็นผลผลิตของการปฏิสนธิระหว่าง gametes AB. การปฏิสนธิระหว่าง gametes aB และ Ab, ในทางตรงกันข้ามความน่าจะเป็นของการอยู่รอดของแต่ละบุคคลเพิ่มขึ้น.

เหล่านี้จะมีอัลลีลอย่างน้อยหนึ่งคน และอัลลีล B, และจะแสดงฟังก์ชั่นที่เกี่ยวข้องไวด์ที่เกี่ยวข้อง.

การเชื่อมโยงและความไม่สมดุลของมันสามารถอธิบายได้ว่าทำไมอัลลีลที่ไม่พึงประสงค์ของยีนบางตัวไม่ได้ถูกกำจัดออกจากประชากร หากพวกมันอยู่ใกล้เคียงกับอัลลีลที่โดดเด่นของยีนอื่นที่ให้ประโยชน์แก่ผู้ให้บริการ (ตัวอย่างเช่น, aB) การเชื่อมโยงกับ "ดี" ช่วยให้ความคงทนของ "เลว".

การฝังใหม่และการทำแผนที่ทางพันธุกรรมโดยการเชื่อมโยง

ผลที่สำคัญของการเชื่อมโยงคือช่วยให้สามารถกำหนดระยะห่างระหว่างยีนที่เชื่อมโยง เรื่องนี้กลายเป็นเรื่องจริงในอดีตและนำไปสู่การสร้างแผนที่พันธุกรรมครั้งแรก.

สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องเข้าใจว่าโครโมโซมที่เหมือนกันสามารถข้ามกันและกันในระหว่างไมโอซิสในกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวกันอีกครั้ง.

เมื่อรวมตัวใหม่จะมีการสร้าง gametes ที่แตกต่างจากที่แต่ละบุคคลสามารถสร้างได้โดยการแยกเท่านั้น เนื่องจากสามารถนับจำนวน recombinants ได้จึงเป็นไปได้ทางคณิตศาสตร์ที่จะแสดงว่าระยะทางแยกยีนหนึ่งจากอีกยีนหนึ่ง.

ในแผนที่โดยการเชื่อมโยงและการรวมตัวกันของบุคคลนั้นจะถูกนับว่าเป็น recombinants ระหว่างยีนคู่หนึ่งโดยเฉพาะ จากนั้นจะคำนวณเปอร์เซ็นต์ของมันในแง่ของจำนวนการแมปทั้งหมดที่ใช้.

โดยการประชุมการรวมตัวอีกหนึ่งเปอร์เซ็นต์ (1%) เป็นหน่วยของแผนที่พันธุกรรม (umg) ตัวอย่างเช่นในประชากรแผนที่ของ 1,000 คน 200 recombinants พบในเครื่องหมายทางพันธุกรรม /ไปยัง และ B/ข. ดังนั้นระยะทางที่แยกพวกมันบนโครโมโซมคือ 20 umg.

ปัจจุบัน 1 umg (ซึ่งคือการรวมตัวกันอีก 1%) เรียกว่า cM (centi Morgan) ในกรณีก่อนหน้านี้ระยะห่างระหว่าง /ไปยัง และ B/ข คือ 20 cM.

การทำแผนที่ทางพันธุกรรมโดยการเชื่อมโยงและข้อ จำกัด

ในแผนที่ทางพันธุกรรมคุณสามารถเพิ่มระยะทางใน cM แต่คุณไม่สามารถเพิ่มเปอร์เซ็นต์การรวมตัวกันใหม่ได้ คุณต้องแมปยีนที่แยกออกมาเสมอเพื่อให้สามารถวัดระยะทางสั้น ๆ ได้.

หากระยะห่างระหว่างเครื่องหมายสองตัวสูงมากความน่าจะเป็นที่มีเหตุการณ์รวมกันระหว่างพวกเขานั้นเท่ากับ 1 ดังนั้นพวกเขาจะรวมตัวกันอีกครั้งและยีนเหล่านี้จะทำตัวราวกับว่าพวกมันถูกแจกจ่ายอย่างอิสระ.

ในทางกลับกันด้วยเหตุผลหลายชนิดแผนที่ที่วัดใน cM นั้นไม่สัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับปริมาณของ DNA ที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ปริมาณของ DNA ต่อ cM ไม่ได้เป็นสากลและสำหรับแต่ละสายพันธุ์โดยเฉพาะมันเป็นค่าเฉพาะและค่าเฉลี่ย.

การอ้างอิง

  1. Botstein, D. , White, R. L. , Skolnick, M. , Davis, R.W. (1980) การสร้างการเชื่อมโยงทางพันธุกรรมในมนุษย์โดยใช้ข้อจำกัดความยาวส่วนแตกต่างกัน วารสารอเมริกันพันธุศาสตร์มนุษย์, 32: 314-331.
  2. Brooker, R. J. (2017) พันธุศาสตร์: การวิเคราะห์และหลักการ McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) พันธุศาสตร์ W. B. Saunders Co. Ltd, Pkiladelphia, PA, USA.
  4. Griffiths, A.J.F. , Wessler, R. , Carroll, S.B. , Doebley, J. (2015) การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมเบื้องต้น (11TH Ed.) นิวยอร์ก: ว. วชิรเอช. ฟรีแมนนิวยอร์กนิวยอร์กสหรัฐอเมริกา.
  5. Kottler, V. A. , Schartl, M. (2018) โครโมโซมเพศสีสันของปลาเทเลสต์ ยีน (บาเซิล), ดอย: 10.3390 / genes9050233.