Distância do Mapa Genético e Centimorgan

A distância do mapa genético expressa o quão distantes dois loci estão em termos da frequência com que a recombinação os separa, em vez de em pares de bases físicas. Sua unidade é o centimorgan, definido de modo que um centimorgan corresponde a uma frequência de recombinação de um por cento; ele converte uma estatística de herança observável em uma medida aditiva de posição ao longo de um cromossomo.

Definition

A distância do mapa genético é uma medida da separação entre dois loci derivada da frequência de recombinação, expressa em centimorgans (cM), onde um centimorgan é igual a uma probabilidade de um por cento de que um evento de recombinação ocorra entre os loci em uma única meiose.

Scope

A entrada abrange a definição do centimorgan, como a frequência de recombinação é traduzida em distância aditiva, as funções de mapeamento que corrigem múltiplos crossovers e a distinção entre distância genética e física. É um tópico de referência sobre a base quantitativa do mapeamento genético.

Core questions

• O que significa um centimorgan e por que não é uma distância física?
• Por que a frequência de recombinação não é simplesmente aditiva em longos intervalos?
• Como as funções de mapeamento relacionam a frequência de recombinação à distância do mapa?
• Como a distância genética difere da distância física?

Key concepts

• Centimorgan (unidade de mapa)
• Frequência de recombinação como um proxy de distância
• Aditividade das distâncias do mapa
• Funções de mapeamento (Haldane, Kosambi)
• Interferência de crossover
• Distância genética versus física

Mechanisms

A percepção de Sturtevant foi que a frequência de recombinação entre dois loci pode servir como um indicador de sua distância, porque os crossovers ocorrem com mais frequência entre loci amplamente separados. Uma unidade de mapa, o centimorgan, é definida como a distância que produz um por cento de descendentes recombinantes. Em intervalos curtos, a frequência de recombinação é aproximadamente igual à distância do mapa e as distâncias são aditivas; em intervalos mais longos, crossovers duplos podem retornar as cromátides ao arranjo parental, de modo que a frequência de recombinação observada subestima o número real de eventos de crossover e satura perto de 0,5. As funções de mapeamento corrigem isso: a função de Haldane (1919) assume que os crossovers ocorrem independentemente (sem interferência), enquanto a função de Kosambi (1943) incorpora interferência positiva, na qual um crossover suprime outro próximo. Como as taxas de recombinação variam ao longo do genoma, a distância genética em centimorgans não corresponde a um número constante de pares de bases de distância física.

Clinical relevance

A distância do mapa genético é a escala na qual a ligação e a localização de genes de doenças são relatadas, de modo que os centimorgans aparecem ao descrever o quão próximo um marcador está de um locus de doença. Esta entrada é um pano de fundo de referência sobre a medição e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

History

Sturtevant (1913) usou pela primeira vez as porcentagens de recombinação como distâncias para desenhar um mapa genético, e a unidade de distância do mapa foi posteriormente nomeada centimorgan em homenagem a Thomas Hunt Morgan. À medida que se tornou claro que a frequência de recombinação não aumenta linearmente em longos intervalos, as funções de mapeamento foram introduzidas: Haldane (1919) derivou uma função assumindo nenhuma interferência, e Kosambi (1943) forneceu uma que acomoda a interferência de crossover, ambas ainda usadas para construir mapas genéticos.

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

Um centimorgan sempre equivale ao mesmo número de pares de bases?

Não. A relação entre a distância genética e física varia ao longo do genoma porque as taxas de recombinação diferem entre as regiões; em média, cerca de um centimorgan corresponde a aproximadamente um megabase no genoma humano, mas esta é apenas uma aproximação.

Por que as funções de mapeamento são necessárias?

Como os crossovers duplos entre loci distantes podem ser invisíveis na prole, a frequência de recombinação bruta subestima a contagem real de crossovers; as funções de mapeamento convertem a frequência de recombinação em uma distância aditiva que leva isso em consideração.