Distance de carte génétique et centimorgan

La distance de carte génétique exprime l'éloignement entre deux loci en fonction de la fréquence à laquelle la recombinaison les sépare, plutôt qu'en paires de bases physiques. Son unité est le centimorgan, défini de telle sorte qu'un centimorgan corresponde à une fréquence de recombinaison de un pour cent ; il convertit une statistique d'hérédité observable en une mesure additive de la position le long d'un chromosome.

Definition

La distance de carte génétique est une mesure de la séparation entre deux loci, dérivée de la fréquence de recombinaison, exprimée en centimorgans (cM), où un centimorgan équivaut à une probabilité de un pour cent qu'un événement de recombinaison se produise entre les loci lors d'une seule méiose.

Scope

Cette entrée aborde la définition du centimorgan, la manière dont la fréquence de recombinaison est traduite en distance additive, les fonctions de cartographie qui corrigent les multiples enjambements, et la distinction entre distance génétique et distance physique. Il s'agit d'un sujet de référence sur les bases quantitatives de la cartographie génique.

Core questions

• Que signifie un centimorgan, et pourquoi n'est-ce pas une distance physique ?
• Pourquoi la fréquence de recombinaison n'est-elle pas simplement additive sur de longs intervalles ?
• Comment les fonctions de cartographie relient-elles la fréquence de recombinaison à la distance de carte ?
• En quoi la distance génétique diffère-t-elle de la distance physique ?

Key concepts

• Centimorgan (unité de carte)
• Fréquence de recombinaison comme substitut de distance
• Additivité des distances de carte
• Fonctions de cartographie (Haldane, Kosambi)
• Interférence des enjambements
• Distance génétique versus distance physique

Mechanisms

L'intuition de Sturtevant fut que la fréquence de recombinaison entre deux loci peut servir de substitut à leur distance, car les enjambements se produisent plus souvent entre des loci largement séparés. Une unité de carte, le centimorgan, est définie comme la distance produisant un pour cent de descendants recombinants. Sur de courts intervalles, la fréquence de recombinaison est approximativement égale à la distance de carte et les distances sont additives ; sur des intervalles plus longs, les doubles enjambements peuvent ramener les chromatides à l'arrangement parental, de sorte que la fréquence de recombinaison observée sous-estime le nombre réel d'événements d'enjambement et sature près de 0,5. Les fonctions de cartographie corrigent cela : la fonction de Haldane (1919) suppose que les enjambements se produisent indépendamment (sans interférence), tandis que la fonction de Kosambi (1943) intègre une interférence positive, où un enjambement en supprime un autre à proximité. Étant donné que les taux de recombinaison varient le long du génome, la distance génétique en centimorgans ne correspond pas à un nombre constant de paires de bases de distance physique.

Clinical relevance

La distance de carte génétique est l'échelle sur laquelle sont rapportés le linkage et la localisation des gènes de maladies, ainsi les centimorgans apparaissent lors de la description de la proximité d'un marqueur par rapport à un locus de maladie. Cette entrée fournit des informations de référence sur la mesure et ne constitue pas une base pour un diagnostic ou un traitement individuel.

History

Sturtevant (1913) a été le premier à utiliser les pourcentages de recombinaison comme distances pour établir une carte génétique, et l'unité de distance de carte fut plus tard nommée le centimorgan en l'honneur de Thomas Hunt Morgan. Lorsqu'il est devenu évident que la fréquence de recombinaison n'augmente pas linéairement sur de longs intervalles, des fonctions de cartographie ont été introduites : Haldane (1919) a dérivé une fonction supposant l'absence d'interférence, et Kosambi (1943) en a proposé une tenant compte de l'interférence des enjambements, toutes deux étant encore utilisées pour construire des cartes génétiques.

Key figures

• Alfred Sturtevant
• J. B. S. Haldane
• Damodar Dharmananda Kosambi
• Thomas Hunt Morgan

Seminal works

• sturtevant-1913
• haldane-1919
• kosambi-1943

Frequently asked questions

Un centimorgan équivaut-il toujours au même nombre de paires de bases ?

Non. La relation entre la distance génétique et la distance physique varie à travers le génome car les taux de recombinaison diffèrent entre les régions ; en moyenne, un centimorgan correspond approximativement à un mégabase dans le génome humain, mais il ne s'agit que d'une approximation.

Pourquoi les fonctions de cartographie sont-elles nécessaires ?

Parce que les doubles enjambements entre des loci éloignés peuvent être invisibles chez la descendance, la fréquence de recombinaison brute sous-estime le nombre réel d'enjambements ; les fonctions de cartographie convertissent la fréquence de recombinaison en une distance additive qui tient compte de cela.