連鎖と遺伝子マッピング

染色体上で互いに近接して位置する遺伝子は、偶然の確率よりも高い頻度で一緒に遺伝し、それらを分離する乗換えの割合は、染色体上の遺伝子の順序を決定するための尺度となります。

Definition

遺伝子マッピングとは、組換え子孫の頻度から染色体上の遺伝子の順序を決定し、それらの間の距離を推定することであり、1地図単位（センチモルガン）は1パーセントの組換えに相当します。

Scope

このトピックでは、遺伝的連鎖と独立した分離からの逸脱、組換え頻度の測定、それをセンチモルガンでの地図距離への変換、二点および三点検定交配、二重乗換えと干渉の検出、線形連鎖地図の構築について扱います。これは、伝達交配における減数分裂組換えのレベルでのマッピングを扱います。物理的およびゲノムマッピングの方法はゲノミクスでカバーされます。

Core questions

• 2つの遺伝子座間の組換え頻度は、どのように遺伝子地図距離に変換されますか？
• 組換え頻度が短い区間でのみ信頼できる距離測定となるのはなぜですか？
• 三点検定交配は、どのように遺伝子順序を確立し、二重乗換えを検出しますか？
• 干渉とは何ですか、そしてそれは乗換えの配置について何を明らかにしますか？

Key concepts

• 遺伝的連鎖と組換え型対親型子孫
• 組換え頻度とセンチモルガン
• 二点および三点検定交配
• 遺伝子順序と二重乗換え
• 干渉と一致係数

Mechanisms

組換え配偶子は、減数分裂前期Iにおける相同染色体の非姉妹染色分体間の乗換えから生じます。乗換えが2つの遺伝子座間に起こる確率は、それらを隔てる物理的距離とともに増加するため、組換え頻度はその距離の推定値となります。

Clinical relevance

連鎖解析は、全ゲノムシーケンシング以前にヒト疾患遺伝子を特定するために使用された主要な方法であり、家族ベースの研究において依然として中心的です。同じ組換え論理が、ゲノムアセンブリや育種プログラムの基盤となる遺伝子地図を構築します。

History

モーガンがショウジョウバエの性連鎖遺伝子が独立した分離に反することを発見した後、彼の学部生であったスターテバントは1913年に、組換え頻度によって遺伝子を線形に順序付けることができると推論し、最初の遺伝子地図を作成し、組換えを染色体距離の尺度として確立しました。

Key figures

• Thomas Hunt Morgan
• Alfred Sturtevant
• John B. S. Haldane

Seminal works

• sturtevant1913

Frequently asked questions

センチモルガンとは何ですか？

センチモルガンは、単一世代において2つの遺伝子座間で1パーセントの組換えが起こる確率に等しい遺伝的距離の単位です。短い区間では物理的距離とほぼ対応しますが、その関係はゲノム全体で異なります。

組換え頻度が50パーセントを超えることがないのはなぜですか？

染色体上で遠く離れた遺伝子、または異なる染色体上の遺伝子は、独立して分離するように組換えを起こします。これにより、組換え型と親型の配偶子が同数生成され、観察される組換え頻度は最大で50パーセントになります。