Генетическое сцепление

Генетическое сцепление — это тенденция аллелей в локусах, расположенных близко друг к другу на одной хромосоме, наследоваться вместе чаще, чем это ожидалось бы случайно. Это исключение из закона независимого расщепления Менделя и свойство, которое позволяет картировать гены, отслеживая, как часто близлежащие маркеры передаются вместе в семьях.

Definition

Генетическое сцепление — это совместное наследование аллелей в двух или более локусах на одной и той же хромосоме с частотой, превышающей предсказанную независимым расщеплением, что отражает их физическую близость и низкую вероятность того, что рекомбинация разделит их во время мейоза.

Scope

Статья охватывает понятие сцепления, причины его отклонения от независимого расщепления, рекомбинационную частоту, которая его количественно определяет, и систему LOD-баллов, используемую для тестирования сцепления в родословных человека. Она рассматривает сцепление как базовое понятие в трансмиссионной и медицинской генетике, а не как клинический тест.

Core questions

• Когда два локуса расщепляются независимо, а когда они сцеплены?
• Как количественно определяется сила сцепления?
• Как сцепление между маркером и локусом заболевания может локализовать ген заболевания?

Key concepts

• Сцепление против независимого расщепления
• Частота рекомбинации (тета)
• Фаза сцепления (цис) и отталкивания (транс)
• LOD-балл
• Анализ сцепления в родословных
• Маркерные локусы

Mechanisms

Закон независимого расщепления Менделя действует для локусов на разных хромосомах или далеко расположенных на одной и той же хромосоме, потому что аллели, которые они несут, сортируются в гаметы независимо. Когда два локуса расположены близко друг к другу на одной хромосоме, кроссинговер редко происходит между ними, поэтому родительские комбинации аллелей обычно передаются интактно, а рекомбинантные комбинации редки. Частота рекомбинации (тета), доля мейозов, которые являются рекомбинантными между локусами, варьируется от почти 0 для тесно сцепленных локусов до 0,5 для несцепленных локусов. В генетике человека, где контролируемые скрещивания невозможны, сцепление обнаруживается статистически: LOD-балл, введенный Мортоном (Morton, 1955), сравнивает вероятность семейных данных при заданной частоте рекомбинации с вероятностью при отсутствии сцепления, при этом LOD-балл 3 обычно принимается как доказательство сцепления.

Clinical relevance

Сцепление между генетическим маркером и локусом заболевания является основой семейной локализации генов; отслеживание того, какие аллели маркера совместно наследуются с заболеванием в родословной, может указывать на хромосомную область, где находится ген заболевания. Это описывает, как генерируются исследовательские данные о локализации генов, и является справочной информацией, а не диагностической или лечебной рекомендацией.

History

Сцепление было впервые распознано, когда скрещивания нарушали независимое расщепление, и группа Моргана интерпретировала это как физическую ассоциацию генов на хромосомах. Стертевант (Sturtevant, 1913) превратил частоты рекомбинации между сцепленными факторами дрозофилы в первую линейную генетическую карту. Для родословных человека, где экспериментальные скрещивания невозможны, Мортон (Morton, 1955) разработал последовательный тест LOD-баллов, который стал стандартным методом для обнаружения сцепления и, с использованием молекулярных маркеров, для локализации генов заболеваний человека.

Key figures

• Thomas Hunt Morgan
• Alfred Sturtevant
• Newton Morton
• Jurg Ott

Seminal works

• sturtevant-1913
• morton-1955

Frequently asked questions

Какая частота рекомбинации означает, что два локуса несцеплены?

Частота рекомбинации 0,5 указывает на то, что рекомбинантные и нерекомбинантные гаметы встречаются с одинаковой частотой, что и является результатом независимого расщепления, поэтому локусы фактически несцеплены.

Что означает LOD-балл 3?

Он соответствует шансам 1000 к 1 в пользу сцепления при тестируемой частоте рекомбинации по сравнению с отсутствием сцепления, что является общепринятым порогом для объявления значимого сцепления в исследовании родословной.