遗传图谱距离和厘摩

遗传图谱距离表示两个基因座之间通过重组分离的频率来衡量的距离，而不是以物理碱基对来衡量。其单位是厘摩（centimorgan），定义为1厘摩对应1%的重组频率；它将可观察的遗传统计数据转换为沿染色体位置的累加度量。

Definition

遗传图谱距离是根据重组频率得出的两个基因座之间分离程度的度量，以厘摩（cM）表示，其中1厘摩等于在一次减数分裂中两个基因座之间发生重组事件的概率为1%。

Scope

本条目涵盖了厘摩的定义、重组频率如何转化为累加距离、校正多重交换的作图函数，以及遗传距离和物理距离之间的区别。它是基因作图定量基础的参考主题。

Core questions

• 1厘摩意味着什么，为什么它不是物理距离？
• 为什么重组频率在长区间内不具有简单的累加性？
• 作图函数如何将重组频率与作图距离关联起来？
• 遗传距离与物理距离有何不同？

Key concepts

• 厘摩（作图单位）
• 重组频率作为距离的替代指标
• 作图距离的累加性
• 作图函数（霍尔丹，科桑比）
• 交换干涉
• 遗传距离与物理距离

Mechanisms

斯特蒂文特（Sturtevant）的见解是，两个基因座之间的重组频率可以作为它们距离的替代指标，因为交换在相距较远的基因座之间更常发生。一个作图单位，即厘摩，定义为产生1%重组后代的距离。在短区间内，重组频率近似等于作图距离，且距离具有累加性；在长区间内，双交换可以将染色单体恢复到亲本排列，因此观察到的重组频率低估了真实的交换事件数量，并趋近于0.5。作图函数对此进行校正：霍尔丹（Haldane, 1919）的函数假设交换独立发生（无干涉），而科桑比（Kosambi, 1943）的函数则纳入了正干涉，即一个交换会抑制附近另一个交换的发生。由于重组率沿基因组变化，以厘摩表示的遗传距离不对应于恒定数量的物理距离碱基对。

Clinical relevance

遗传图谱距离是连锁和疾病基因定位报告的尺度，因此在描述标记与疾病基因座的接近程度时会出现厘摩。本条目是关于测量的参考背景，不作为个体诊断或治疗的依据。

History

斯特蒂文特（Sturtevant, 1913）首次使用重组百分比作为距离来绘制遗传图谱，作图距离的单位后来以托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan）的名字命名为厘摩。随着重组频率在长区间内并非线性增加变得清晰，作图函数被引入：霍尔丹（Haldane, 1919）推导了一个假设无干涉的函数，科桑比（Kosambi, 1943）提供了一个考虑交换干涉的函数，两者至今仍用于构建遗传图谱。

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

1厘摩总是等于相同数量的碱基对吗？

不是。遗传距离和物理距离之间的关系在基因组中是变化的，因为重组率在不同区域之间存在差异；平均而言，在人类基因组中，大约1厘摩对应约1兆碱基，但这只是一个近似值。

为什么需要作图函数？

因为远距离基因座之间的双交换在后代中可能无法观察到，原始重组频率低估了真实的交换次数；作图函数将重组频率转换为一个累加距离，以解释这种情况。