الارتباط والخرائط الجينية
الجينات التي تقع بالقرب من بعضها البعض على الكروموسوم تُورث معًا في كثير من الأحيان أكثر مما تسمح به الصدفة، ومعدل التبادل الصبغي الذي يفصل بينها يوفر مقياسًا لترتيب الجينات على طول الكروموسوم.
Definition
رسم الخرائط الجينية هو ترتيب الجينات وتقدير المسافات بينها على طول الكروموسوم من تكرار النسل المعاد التركيب، حيث تتوافق وحدة خريطة واحدة (سنتمورغان) مع واحد بالمائة من إعادة التركيب.
Scope
يغطي هذا الموضوع الارتباط الجيني والانحراف عن التوزيع المستقل، وقياس تكرار إعادة التركيب، وتحويله إلى مسافة خريطية بالسنتمورغان، واختبارات التهجين الثنائية والثلاثية النقاط، والكشف عن التبادل الصبغي المزدوج والتداخل، وبناء خرائط الارتباط الخطية. ويتناول رسم الخرائط على مستوى إعادة التركيب الانتصافي في التهجينات الوراثية؛ وتُغطى طرق رسم الخرائط الفيزيائية والجينية تحت علم الجينوم.
Core questions
- كيف يترجم تكرار إعادة التركيب بين موقعين إلى مسافة خريطة جينية؟
- لماذا يعتبر تكرار إعادة التركيب مقياسًا موثوقًا للمسافة فقط على فترات قصيرة؟
- كيف يحدد اختبار التهجين ثلاثي النقاط ترتيب الجينات ويكشف عن التبادل الصبغي المزدوج؟
- ما هو التداخل، وماذا يكشف عن موضع التبادل الصبغي؟
Key concepts
- الارتباط الجيني والنسل المعاد التركيب مقابل النسل الأبوي
- تكرار إعادة التركيب والسنتمورغان
- اختبارات التهجين ثنائية وثلاثية النقاط
- ترتيب الجينات والتبادل الصبغي المزدوج
- التداخل ومعامل التوافق
Mechanisms
تنشأ الأمشاج المعاد تركيبها من التبادل الصبغي بين الكروماتيدات غير الشقيقة للكروموسومات المتماثلة خلال الطور التمهيدي الأول للانقسام الاختزالي؛ وترتفع احتمالية حدوث تبادل صبغي بين موقعين مع المسافة الفيزيائية التي تفصلهما، مما يجعل تكرار إعادة التركيب مقدرًا لتلك المسافة.
Clinical relevance
كان تحليل الارتباط هو الطريقة الرئيسية المستخدمة لتحديد مواقع جينات الأمراض البشرية قبل تسلسل الجينوم الكامل، ولا يزال محوريًا في الدراسات القائمة على الأسرة؛ ونفس منطق إعادة التركيب يبني الخرائط الجينية التي ترتكز عليها تجميعات الجينوم وبرامج التربية.
History
بعد أن لاحظ مورغان أن الجينات المرتبطة بالجنس في ذبابة الفاكهة (Drosophila) خالفت التوزيع المستقل، استنتج طالبه ستورتيفانت في عام 1913 أن تكرارات إعادة التركيب يمكن أن ترتب الجينات خطيًا، مما أدى إلى إنتاج أول خريطة جينية وتأسيس إعادة التركيب كمقياس للمسافة الكروموسومية.
Key figures
- Thomas Hunt Morgan
- Alfred Sturtevant
- John B. S. Haldane
Related topics
Seminal works
- sturtevant1913
Frequently asked questions
- ما هو السنتمورغان؟
- السنتمورغان هو وحدة مسافة جينية تساوي فرصة إعادة تركيب بنسبة واحد بالمائة بين موقعين في جيل واحد؛ وعلى فترات قصيرة، يتوافق تقريبًا مع المسافة الفيزيائية، لكن العلاقة تختلف على طول الجينوم.
- لماذا لا يمكن أن يتجاوز تكرار إعادة التركيب خمسين بالمائة أبدًا؟
- الجينات المتباعدة على كروموسوم واحد، أو على كروموسومات مختلفة، تعيد التركيب كما لو كانت تتوزع بشكل مستقل، مما ينتج عنه أعداد متساوية من الأمشاج المعاد تركيبها والأمشاج الأبوية ويحد من تكرار إعادة التركيب المرصود عند خمسين بالمائة.