Vad är kopplade gener? (Biologi)



två gener är kopplade när de tenderar att ärva tillsammans som om de var en enda enhet. Detta kan också hända med mer än två gener. I vilket fall som helst är detta beteende hos generna det som har tillåtit den genetiska kartläggningen genom koppling och rekombination.

I Mendelas tid hade andra forskare, såsom Boveri-makarna, observerat att i cellens kärna fanns organ som segregerades under celldelningsprocessen. Dessa var kromosomerna.

Därefter, med Morgan och hans grupps arbete, fanns det en tydligare förståelse för arvet av gener och kromosomer. Det vill säga att generna segregerar som de kromosomer som bär dem (arvskromosomal teori).

index

  • 1 Människor och gener
  • 2 länk
  • 3 Repulsion och koppling
  • 4 Obalans i koppling
    • 4.1 Länkviktsviktsvikt
  • 5 Rekombination och genetisk kartläggning genom koppling
  • 6 Genetisk kartläggning genom koppling och dess begränsningar
  • 7 referenser

Människa och gener

Det finns, som vi vet, många färre kromosomer än gener. Människan har till exempel cirka 20 000 gener fördelade på cirka 23 olika kromosomer (haploidbelastning av arten).

Varje kromosom representeras av en lång DNA-molekyl där många gener kodas separat. Varje gen ligger då i en viss plats (locus) av en specifik kromosom; i sin tur bär varje kromosom många gener.

Med andra ord kopplas alla gener av en kromosom samman. Om det verkar som om de inte är, beror det på att det finns en process med fysisk utbyte av DNA mellan kromosomerna som skapar illusionen av oberoende fördelning.

Denna process kallas rekombination. Om två gener är länkade, men i stor utsträckning separerade, kommer rekombination alltid att inträffa och generna kommer att segregera som Mendel observeras..

ligering

För att observera och demonstrera kopplingen fortsätter forskaren att göra kors med individer som presenterar en kontrasterande fenotyp av generna som studeras (till exempel P: AABB X AABB).

Alla F1-efterkommande kommer att vara AABB. Av dihybridkorsningen AABB X AABB (eller testövergång) skulle man förvänta sig en avkomma F2 som visar de genotypiska (och fenotypiska) proportionerna 1AABB:1AABB: 1AABB: 1AABB.

Men det här är bara sant om generna inte är länkade. Det första genetiska tecknet på att två gener är knutna till är att en övervägande av fosterliga fenotyper observeras:, AABB + AABB >> AaB_b + AABB.

Repulsion och koppling

När det gäller länkade gener som vi använder som exempel, kommer individer att producera mestadels gameter Ab och aB, mer än gameter AB och ab.

Eftersom den dominerande allelen av en gen är associerad med den recessiva allelen hos den andra genen, sägs båda genen vara kopplade i avstängning. Om en övervägande av alleler observeras AB och ab om gameten Ab och aB, det sägs att generna är kopplade i koppling.

Det vill säga, de dominerande allelerna kopplas till samma DNA-molekyl; eller vad som är samma, är förknippade med samma kromosom. Denna information är mycket användbar vid genetisk förbättring.

Detta gör det möjligt att fastställa antalet individer som måste analyseras när generna är länkade och du vill välja bland de två dominerande tecknen.

Detta skulle vara svårare att uppnå när båda generna är i avstängning och länken är så smal att det nästan inte finns någon rekombination mellan båda generna.

Kopplingsbalans

Förekomsten av koppling var i sig ett stort framsteg i vår förståelse av gener och deras organisation. Men dessutom tillät det oss också att förstå hur urval kan fungera i populationer och förklara lite utvecklingen av levande varelser.

Det finns gener som är så länkade att endast två typer av gameter produceras istället för de fyra som möjliggör oberoende distribution.

Kopplingsbalans

I extrema fall förekommer dessa två kopplade gener (i koppling eller i avstängning) endast i en typ av förening i befolkningen. Om detta inträffar sägs det att det finns kopplingsbalans.

Ojämlikhet i bindning uppträder till exempel när bristen på de två dominerande allelerna minskar sannolikheten för överlevnad och reproduktion av individer.

Detta inträffar när individer är en produkt av befruktning mellan gameter ab. Gödslingen mellan gameterna aB och Ab, Tvärtom ökar sannolikheten för individens överlevnad.

Dessa kommer att ha minst en allel EN och en allel B, och kommer att visa motsvarande vildrelaterade funktioner.

Koppling och dess obalans kan också förklara varför några oönskade alleler av en gen inte elimineras från befolkningen. Om de är mycket nära (i avstängning) till dominerande alleler av en annan gen som ger fördelar till bäraren (till exempel, aB), att vara associerad med "bra" möjliggör permanensen av den "dåliga".

Rekombination och genetisk kartläggning genom koppling

En viktig följd av koppling är att det tillåter bestämning av avståndet mellan länkade gener. Detta visade sig vara historiskt sant och ledde till genereringen av de första genetiska kartorna.

För detta var det nödvändigt att förstå att homologa kromosomer kan korsa varandra under meios i en process som kallas rekombination.

Vid rekombination produceras olika gameter än de som en individ kan producera endast genom segregering. Eftersom rekombinanterna kan räknas, är det möjligt att matematiskt uttrycka hur mycket avstånd som skiljer en gen från en annan.

I kartorna genom koppling och rekombination räknas individer som är rekombinanter mellan ett par gener i synnerhet. Därefter beräknas dess procentandel i förhållande till den totala kartläggningspopulationen som används.

Enligt konventionen är en procent (1%) rekombination en enhet av genetisk karta (umg). I en kartläggningspopulation av 1000 individer finns exempelvis 200 rekombinanter bland de genetiska markörerna EN/till och B/b. Därför är avståndet som skiljer dem på kromosomen 20 umg.

För närvarande kallas 1 umg (vilket är 1% rekombination) cM (centi Morgan). I föregående fall är avståndet mellan EN/till och B/b är 20 cM.

Genetisk kartläggning genom koppling och dess begränsningar

På en genetisk karta kan du lägga till avstånd i cM, men du kan inte självklart lägga till rekombinationsprocenter. Du måste alltid kartlägga gener som är tillräckligt åtskilda för att kunna mäta korta avstånd.

Om avståndet mellan två markörer är mycket högt är sannolikheten för att det finns en rekombinationshändelse mellan dem lika med 1. Därför kommer de alltid att rekombineras och dessa gener uppträder som om de distribueras oberoende trots att de är knutna.

Å andra sidan är kartor som mäts i cM av olika skäl inte linjärt relaterade till mängden DNA som är involverat. Dessutom är mängden DNA per cM inte universell, och för varje enskild art är det ett särskilt värde och medelvärde.

referenser

  1. Botstein, D., White, R. L., Skolnick, M., Davis, R.W. (1980). Konstruktion av en genetisk bindning hos människa med användning av restriktionsfragmentlängdspolymorfismer. American Journal of Human Genetics, 32: 314-331.
  2. Brooker, R.J. (2017). Genetik: Analys och Principer. McGraw-Hill Higher Education, 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 introduktion till genetisk analys (11th red.). New York: W.H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Kottler, V. A., Schartl, M. (2018) De färgglada sexkromosomerna av teleostfisk. Gener (Basel), doi: 10,3390 / genes9050233.