连锁与基因作图

染色体上彼此靠近的基因比偶然情况下更容易一起遗传，而交换将它们分开的速率为沿着染色体排列基因提供了标尺。

Definition

基因作图是根据重组后代的频率，对染色体上的基因进行排序并估计它们之间的距离，其中一个作图单位（厘摩）对应于百分之一的重组率。

Scope

本主题涵盖遗传连锁和偏离独立分配的现象、重组频率的测量、其转换为厘摩（centimorgan）图距的方法、两点和三点测交、双交换和干涉的检测，以及线性连锁图的构建。它涉及减数分裂重组在遗传杂交中的作图；物理和基因组作图方法在基因组学中介绍。

Core questions

• 两个基因座之间的重组频率如何转化为遗传图距？
• 为什么重组频率仅在短区间内是可靠的距离测量？
• 三点测交如何确定基因顺序并检测双交换？
• 什么是干涉，它揭示了交换位置的哪些信息？

Key concepts

• 遗传连锁以及重组型与亲本型后代
• 重组频率和厘摩
• 两点和三点测交
• 基因顺序和双交换
• 干涉和符合系数

Mechanisms

重组配子产生于减数分裂前期I同源染色体非姐妹染色单体之间的交换；交换落在两个基因座之间的概率随着它们之间物理距离的增加而增加，使得重组频率成为该距离的估计值。

Clinical relevance

在全基因组测序之前，连锁分析是定位人类疾病基因的主要方法，并且在基于家族的研究中仍然至关重要；同样的重组逻辑也构成了基因组组装和育种计划的遗传图谱的基础。

History

摩尔根观察到果蝇的伴性基因违反独立分配定律后，他的本科生斯特蒂文特在1913年推断，重组频率可以线性排列基因，从而绘制出第一个遗传图谱，并确立了重组作为染色体距离的衡量标准。

Key figures

• Thomas Hunt Morgan
• Alfred Sturtevant
• John B. S. Haldane

Seminal works

• sturtevant1913

Frequently asked questions

什么是厘摩？

厘摩是一个遗传距离单位，等于在一个世代中两个基因座之间发生百分之一重组的几率；在短区间内，它大致对应于物理距离，但这种关系在基因组中是变化的。

为什么重组频率永远不会超过百分之五十？

染色体上相距很远的基因，或位于不同染色体上的基因，其重组方式如同独立分配，这会产生等量的重组配子和亲本配子，并将观察到的重组频率限制在百分之五十。