Bağlantı (Linkage), Rekombinasyon ve Gen Haritalaması
Bu alan, aynı kromozom üzerinde konumlanmış genlerin birlikte kalıtılma eğilimini, mayotik rekombinasyonun aralarındaki alelleri nasıl karıştırdığını ve ortaya çıkan paternlerin kromozomlar boyunca genleri konumlandırmak için nasıl kullanıldığını kapsamaktadır. Bu fikirler, soyut kromozomu ölçülebilir bir haritaya dönüştürmekte ve kalıtsal hastalıklara neden olan genlerin araştırılmasına temel oluşturmaktadır.
Tanım
Bağlantı (linkage) ve gen haritalaması, aynı kromozom üzerindeki lokusların birlikte kalıtılması, onları ayıran rekombinasyon ve gözlemlenen kalıtım ve ilişki paternlerinden göreceli kromozomal konumlarının çıkarılmasıyla ilgili genetik kuram ve yöntemler bütünüdür.
Kapsam
Bu alan, aktarım ve haritalama genetiğinin temel kavramlarını gruplandırmaktadır: lokuslar arasındaki genetik bağlantı (linkage), bağlantıyı bozan rekombinasyon ve krossing-over, harita mesafesi birimi olarak sentimorgan ve popülasyon düzeyindeki rastgele olmayan alel ilişkisi olarak bilinen bağlantı dengesizliği (linkage disequilibrium). Bu konular, klinik prosedürler yerine tıbbi genetikte referans konular olarak ele alınmaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Bir kromozom üzerindeki iki lokus ne kadar uzaktadır ve bu mesafe nasıl tahmin edilmektedir?
- Mayotik rekombinasyon, komşu genler arasındaki bağlantıyı nasıl kırmaktadır?
- Aile veya popülasyon verileri bir hastalık genini lokalize etmek için nasıl kullanılabilmektedir?
- Bazı alel kombinasyonları neden şansın öngördüğünden daha sık birlikte ortaya çıkmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Genetik bağlantı (Genetic linkage)
- Rekombinasyon ve krossing-over
- Rekombinasyon fraksiyonu
- Genetik harita mesafesi (sentimorgan)
- Bağlantı dengesizliği (Linkage disequilibrium)
- Bağlantı analizi (Linkage analysis) ve LOD skoru
- İlişkilendirme haritalaması (Association mapping)
Mekanizmalar
Bir kromozom üzerinde birbirine yakın konumlanmış lokuslar genellikle birlikte aktarılmaktadır, çünkü aralarında az sayıda rekombinasyon olayı meydana gelmektedir; uzak lokuslar veya farklı kromozomlar üzerindeki lokuslar ise daha bağımsız bir şekilde ayrılmaktadır. Mayoz sırasında, homolog kromozomlar eşleşmekte ve krossing-over bölgelerinde segment alışverişi yaparak rekombinant gametler üretmektedir. Rekombinant yavruların oranı (rekombinasyon fraksiyonu), fiziksel ayrılma ile belirli bir sınıra kadar artmaktadır, bu nedenle harita mesafesinin toplanabilir bir ölçüsüne dönüştürülebilmektedir. Popülasyon ölçeğinde, birçok nesil boyunca meydana gelen rekombinasyon, yakın lokuslardaki aleller arasındaki korelasyonu kademeli olarak bozmaktadır, bu nedenle kalan rastgele olmayan ilişki (bağlantı dengesizliği), o bölgede rekombinasyonun ne kadar yakın zamanda ve ne sıklıkta meydana geldiğini yansıtmaktadır.
Klinik önem
Haritalama prensipleri, hastalıkla ilişkili genlerin kromozomal konumunun kalıtım ve ilişki verilerinden nasıl çıkarıldığını açıklamaktadır; araştırmacıların aday lokusları tanımlamak için kullandığı bağlantı çalışmaları (linkage studies) ve genom çapında ilişkilendirme çalışmaları (genome-wide association studies) arkasındaki mantığı izah etmektedir. Bu alan, söz konusu kanıtların nasıl üretildiğine dair referans ve eğitimsel bir arka plan sunmakta olup, bireysel tanı veya tedavi için bir temel oluşturmamaktadır.
Tarihçe
Bu alan, 1910'larda Thomas Hunt Morgan'ın Drosophila okulunda gelişmiştir; burada Alfred Sturtevant (1913), ilk genetik haritayı çizmek için rekombinasyon frekanslarını kullanarak cinsiyete bağlı faktörleri doğrusal bir şekilde sıralamıştır. İstatistiksel bağlantı analizi yirminci yüzyılın ortalarında olgunlaşmış ve rekombinant DNA dönemi moleküler belirteçler eklemiştir; Lander ve Botstein (1989), yoğun belirteç haritalarının kantitatif ve Mendelyen özelliklerin arkasındaki genleri nasıl lokalize edebileceğini göstermiş ve modern genom çapında haritalamaya yol açmıştır.
Öne çıkan isimler
- Thomas Hunt Morgan
- Alfred Sturtevant
- Newton Morton
- Eric Lander
- David Botstein
İlgili konular
Temel eserler
- sturtevant-1913
- lander-botstein-1989
Sıkça sorulan sorular
- Fiziksel ve genetik mesafe arasındaki fark nedir?
- Fiziksel mesafe, DNA boyunca baz çiftleri cinsinden ölçülürken, genetik mesafe rekombinasyon frekansından sentimorgan cinsinden ölçülmektedir; ikisi birbiriyle ilişkili olmakla birlikte aynı değildir, çünkü rekombinasyon oranları genom boyunca değişiklik göstermektedir.
- Bağlantılı genler neden her zaman birlikte kalıtılmamaktadır?
- Mayoz sırasında aralarında rekombinasyon meydana gelebilmektedir; iki lokus ne kadar yakınsa, bir krossing-over onları o kadar az ayırmaktadır, ancak hiçbir iki farklı lokus rekombinasyona tamamen bağışık değildir.