Centimorgan

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 23. april 2020; checks kræver 6 redigeringer .

Centimorganide, centimorgan (forkortet: cM) i genetik er en måleenhed for genetisk binding mellem polymorfe fragmenter af genomet ( locuser eller markører ), som er defineret som den afstand, hvor sandsynligheden for genrekombination i meiose er 1 %. Den betingede afstand her er ikke en fysisk afstand, selvom den korrelerer med afstanden mellem genomfragmenter langs DNA-kæden, udtrykt i antallet af basepar . Jo større afstanden er i centimorganider, jo mindre er bindingen af DNA-segmenter, dvs. mere tilbøjelige til at krydse disse regioner.

Etymologi

Navnet på enheden blev givet af Alfred Henry Sturtevant til ære for sin lærer, Thomas Hunt Morgan [1] .

Relation til fysisk afstand

Antallet af basepar, som et centimorganid svarer til, varierer meget gennem genomet - forskellige regioner af kromosomet har forskellige tilbøjeligheder til at krydse over . Derudover varierer dette antal betydeligt mellem forskellige biologiske arter. Således svarer et centimorganid i menneskekroppen til cirka en megabase (en million basepar ) [2] [3] , mens malariaplasmodium Plasmodium falciparum har en gennemsnitlig rekombinationsafstand på ~15 kilobaser (kb) per centimorganid: markører adskilt 15 kb DNA (15 kb ) , har en forventet krydsningshastighed på 1% pr. generation.

Den gennemsnitlige rekombinationsafstand svarende til 1 centimorganid er ikke den samme hos mænd og kvinder. Således blev det beregnet, at det autosomale (dvs. ikke inklusive kønskromosomer ) menneskelige genom hos kvinder har en samlet længde på 4782 cm , og hos mænd - kun 2809 cm [4] . Dette betyder, at rekombination under dannelsen af kvindelige kønsceller hos mennesker forekommer meget oftere end mandlige. Hos Drosophila - hanner (i modsætning til hunner) og silkeorm -hunner (i modsætning til hanner) forekommer krydsning overhovedet ikke [5] , hvilket svarer til nul afstand (fuldstændig genetisk kobling) mellem gener i kromosomet.

Bemærk, at ikke -syntetiske gener (gener placeret på forskellige kromosomer) er iboende separate, og CM-afstande gælder ikke for dem.

Relation til sandsynligheden for rekombination

Da genetisk rekombination mellem to markører kun findes, hvis der er et ulige antal krydsninger mellem dem, korrelerer afstanden udtrykt i centimorganer ikke fuldt ud med sandsynligheden for genetisk rekombination.

Hvis vi tager Haldanes kortlægningsfunktion som en model , hvor antallet af overkrydsninger korrelerer med Poisson-fordelingen [6] , vil den genetiske afstand d føre til et ulige antal krydsninger (og derfor påvise genetisk rekombination) med en sandsynlighed P beregnet ved formlen:

P\left[{\text{rekombination}}|{\text{entanglement }}d{\text{ cM}}\right]=\sum _{k=0}^{\infty }P\venstre [2k+1{\text{ crossovers}}|{\text{entanglement }}d{\text{ cM}}\right]=

{}=\sum _{k=0}^{\infty }e^{-d/100}{\frac {(d/100)^{2\,k+1}}{(2\ ,k+1)!}}=e^{-d/100}\operatørnavn {sh} (d/100)={\frac {1-e^{-2d/100}}{2}}\,,

hvor sh er den hyperbolske sinusfunktion . Rekombinationssandsynligheden er omkring d /100 for små værdier af d og når 50%, når d går til det uendelige.

Denne formel kan vendes for at opnå afstanden i centimorganer som funktion af rekombinationssandsynligheden:

d=50\ln \left({\frac {1}{1-2P\left[{\text{rekombination}}\right]}}\right)\,.

Se også

genetisk kort

Noter

↑ Santimorgan
↑ Begreber og definitioner . Kontoret for forskning i sjældne sygdomme . National Institutes of Health . Arkiveret fra originalen den 17. juli 2012. (ubestemt)
↑ Harvey Lodish, Arnold Berk, Paul Matsudaira, Chris A. Kaiser, Monty Krieger, Matthew P. Scott, Lawrence Zipursky og James Darnell. Molekylær cellebiologi, femte udgave. —San Francisco: W.H. Freeman, 2004. - S. 396. - ISBN 0-7167-4366-3 . - "...I mennesker repræsenterer 1 centimorgan i gennemsnit en afstand på omkring 7,5×10 5 basepar."
↑ Morton, N.E. Parameters of the human genome // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. - 1991. - 1. september ( bd. 88 , nr. 17 ). - P. 7474-7476 . - doi : 10.1073/pnas.88.17.7474 . - . — PMID 1881886 . - "Beviser om genetiske parametre omfatter chiasma-tal og koblingskort korrigeret for manglende prøvetagning af telomerer, hvilket giver en autosomal størrelse på 2809 centimorgans hos mænd og 4782 centimorgans hos kvinder".
↑ Klug W. S., Cummings M. R., Spencer S. A., Palladino M. A. Fundamentals of Genetics. - M. : TECHNOSPHERE, 2016. - S. 228-229. — 944 s. - ISBN 978-5-94836-416-2 .
↑ Institut for Plantevidenskab (utilgængeligt link) . Hentet 1. november 2015. Arkiveret fra originalen 21. marts 2012. (ubestemt)

Litteratur

SuX; Ferdig, M.T.; Huang, Y; Huynh, C.Q.; Liu, A; Du, J; Wootton, JC; Wellems, TE Et genetisk kort og rekombinationsparametre for den humane malariaparasit Plasmodium falciparum (engelsk) // Science : journal. - 1999. - November ( bind 286 , nr. 5443 ). - S. 1351-1353 . - doi : 10.1126/science.286.5443.1351 . — PMID 10558988 .