Liên kết di truyền

Liên kết di truyền là xu hướng các alen tại các locus nằm gần nhau trên cùng một nhiễm sắc thể được di truyền cùng nhau thường xuyên hơn so với dự kiến ngẫu nhiên. Đây là trường hợp ngoại lệ đối với định luật phân ly độc lập của Mendel và là đặc tính cho phép lập bản đồ gen bằng cách theo dõi tần suất các dấu hiệu gần nhau di chuyển cùng nhau qua các gia đình.

Definition

Liên kết di truyền là sự di truyền đồng thời của các alen tại hai hoặc nhiều locus trên cùng một nhiễm sắc thể với tần suất lớn hơn dự đoán bởi sự phân ly độc lập, phản ánh sự gần gũi về mặt vật lý của chúng và khả năng thấp xảy ra tái tổ hợp tách chúng ra trong quá trình giảm phân.

Scope

Mục này bao gồm liên kết là gì, tại sao nó lệch khỏi sự phân ly độc lập, phân số tái tổ hợp định lượng nó và khung điểm LOD được sử dụng để kiểm tra liên kết trong phả hệ người. Nó coi liên kết là một khái niệm tham chiếu trong di truyền học truyền nhiễm và y học, không phải là một xét nghiệm lâm sàng.

Core questions

• Khi nào hai locus phân ly độc lập, và khi nào chúng liên kết?
• Cường độ liên kết được định lượng như thế nào?
• Làm thế nào liên kết giữa một dấu hiệu và một locus bệnh có thể định vị một gen gây bệnh?

Key concepts

• Liên kết so với phân ly độc lập
• Phân số tái tổ hợp (theta)
• Pha liên kết (cis) và pha đẩy (trans)
• Điểm LOD
• Phân tích liên kết trong phả hệ
• Các locus dấu hiệu

Mechanisms

Định luật phân ly độc lập của Mendel áp dụng cho các locus trên các nhiễm sắc thể khác nhau hoặc cách xa nhau trên cùng một nhiễm sắc thể, bởi vì các alen mà chúng mang được phân loại vào giao tử một cách độc lập. Khi hai locus nằm gần nhau trên một nhiễm sắc thể, sự trao đổi chéo hiếm khi xảy ra giữa chúng, do đó các tổ hợp alen của bố mẹ thường được truyền nguyên vẹn và các tổ hợp tái tổ hợp rất hiếm. Phân số tái tổ hợp (theta), tỷ lệ các lần giảm phân có tái tổ hợp giữa các locus, dao động từ gần 0 đối với các locus liên kết chặt chẽ đến 0,5 đối với các locus không liên kết. Trong di truyền học người, nơi không thể thực hiện các phép lai có kiểm soát, liên kết được phát hiện bằng thống kê: điểm LOD được Morton (1955) giới thiệu so sánh khả năng xảy ra dữ liệu gia đình dưới một phân số tái tổ hợp nhất định với khả năng xảy ra dưới không có liên kết, với điểm LOD là 3 thường được coi là bằng chứng của liên kết.

Clinical relevance

Liên kết giữa một dấu hiệu di truyền và một locus bệnh là cơ sở của việc định vị gen dựa trên gia đình; việc theo dõi các alen dấu hiệu nào đồng phân ly với bệnh trong một phả hệ có thể chỉ ra vùng nhiễm sắc thể nơi gen gây bệnh nằm. Điều này mô tả cách bằng chứng nghiên cứu về vị trí gen được tạo ra và là nền tảng tham chiếu, không phải là khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị.

History

Liên kết lần đầu tiên được nhận ra khi các phép lai vi phạm sự phân ly độc lập, và nhóm của Morgan đã giải thích nó là sự liên kết vật lý của các gen trên nhiễm sắc thể. Sturtevant (1913) đã biến tần số tái tổ hợp giữa các yếu tố Drosophila liên kết thành bản đồ di truyền tuyến tính đầu tiên. Đối với phả hệ người, nơi không thể thực hiện các phép lai thử nghiệm, Morton (1955) đã phát triển xét nghiệm điểm LOD tuần tự, trở thành phương pháp tiêu chuẩn để phát hiện liên kết và, với các dấu hiệu phân tử, để định vị các gen gây bệnh ở người.

Key figures

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

Seminal works

• sturtevant-1913
• morton-1955

Frequently asked questions

Phân số tái tổ hợp nào có nghĩa là hai locus không liên kết?

Phân số tái tổ hợp là 0,5 cho thấy các giao tử tái tổ hợp và không tái tổ hợp có tần số bằng nhau, đây là kết quả của sự phân ly độc lập, do đó các locus thực sự không liên kết.

Điểm LOD là 3 có ý nghĩa gì?

Nó tương ứng với tỷ lệ cược 1000 trên 1 ủng hộ liên kết ở phân số tái tổ hợp được kiểm tra so với không có liên kết, ngưỡng thông thường để tuyên bố liên kết đáng kể trong một nghiên cứu phả hệ.