Сентиморган

Блок измерения генетического сцепления

В генетике сантиморган (сокращенно см ) или картографическая единица ( мю ) является единицей измерения генетического сцепления . Оно определяется как расстояние между положениями хромосом (также называемыми локусами или маркерами ), для которого ожидаемое среднее количество промежуточных хромосомных кроссинговеров в одном поколении составляет 0,01. Его часто используют для определения расстояния вдоль хромосомы. Однако это не настоящее физическое расстояние.

Связь с физическим расстоянием

Число пар оснований , которым оно соответствует, широко варьируется по геному (разные участки хромосомы имеют разную склонность к кроссинговеру ), а также зависит от того, является ли мейоз , при котором происходит кроссинговер, частью оогенеза (формирование женские гаметы) или сперматогенез (образование мужских гамет).

Один сантиморган в среднем соответствует примерно 1 миллиону пар оснований у человека. ^{[1] [2]} Связь лишь приблизительная, поскольку физическое хромосомное расстояние, соответствующее одному сантиморгану, варьируется от места к месту в геноме, а также варьируется между мужчинами и женщинами, поскольку рекомбинация при образовании гамет у женщин происходит значительно чаще, чем у женщин. мужчины. Конг и др. подсчитали, что длина женского генома составляет 4460 см, тогда как длина мужского генома составляет всего 2590 см. ^[3] Plasmodium falciparum имеет среднее расстояние рекомбинации ~ 15 т.п.н. на сантиморган: маркеры, разделенные 15 т.п.н. ДНК (15 000 нуклеотидов), имеют ожидаемую скорость хромосомных кроссинговеров 0,01 на поколение. Отметим, что несинтенные гены (гены, находящиеся в разных хромосомах) по своей природе не связаны, и расстояния см к ним неприменимы.

Связь с вероятностью рекомбинации

Поскольку генетическая рекомбинация между двумя маркерами обнаруживается только в том случае, если между двумя маркерами имеется нечетное количество хромосомных кроссинговеров, расстояние в сантиморганах не совсем соответствует вероятности генетической рекомбинации. Предполагая функцию карты Дж.Б.С. Холдейна , в которой число хромосомных кроссоверов распределено в соответствии с распределением Пуассона ^[4] , генетическое расстояние d сантиморганов приведет к нечетному числу хромосомных кроссинговеров и, следовательно, к обнаруживаемой генетической рекомбинации, с вероятность

${\displaystyle \ P({\text{recombination}}|{\text{linkage of }}d{\text{ cM}})=\sum _{k=0}^{\infty }\ P(2k+1{\text{ crossovers}}|{\text{linkage of }}d{\text{ cM}})}$

${\displaystyle {}=\sum _{k=0}^{\infty }e^{-d/100}{\frac {(d/100)^{2\,k+1}}{(2\,k+1)!}}=e^{-d/100}\sinh(d/100)={\frac {1-e^{-2d/100}}{2}}\,,}$

где sinh — гиперболический синус . Вероятность рекомбинации составляет примерно d /100 для малых значений d и приближается к 50% при стремлении d к бесконечности.

Формулу можно перевернуть, дав расстояние в сантиморганах как функцию вероятности рекомбинации:

${\displaystyle d=50\ln \left({\frac {1}{1-2\ P({\text{recombination}})}}\right)\,.}$

Этимология

Сантиморган был назван в честь генетика Томаса Ханта Моргана Дж. Б. С. Холдейном . ^[5] Однако его родительская единица, морган, сегодня используется редко.

Смотрите также

• Скорость мутации

Рекомендации

1. Управление исследований редких заболеваний. "Понятия и определения". Национальные институты здоровья . Архивировано из оригинала 17 июля 2012 г.
2. Лодиш, Харви; Берк, Арнольд; Мацудайра, Пол; Кайзер, Крис А.; Кригер, Монти; Скотт, Мэтью П.; Зипурский, Лоуренс; Дарнелл, Джеймс (2004). Молекулярно-клеточная биология (5-е изд.). Сан-Франциско: WH Freeman. стр. 396. ISBN. 0-7167-4366-3. ...у людей 1 сантиморган в среднем представляет собой расстояние примерно 7,5x10E5 пар оснований.
3. Конг, Августин; Гудбьартссон, Дэниел Ф.; Сайнс, Хесус; Йонсдоттир, Гудрун М.; Гудьонссон, Сигурджон А.; Ричардссон, Бьёргвин; Сигурдардоттир, Сигрун; Барнард, Джон; Халлбек, Бьёрн; Массон, Гисли; Шлиен, Адам; Палссон, Стефан Т.; Фригг, Майкл Л.; Торгейрссон, Торгейр Э.; Галчер, Джеффри Р.; Стефанссон, Кари (10 июня 2002 г.). «Карта рекомбинации человеческого генома высокого разрешения». Природная генетика . 31 (3): 241–247. дои : 10.1038/ng917. ПМИД  12053178.
4. Хелмс, Тед (2000). «Функция отображения Холдейна». Департамент наук о растениях, Государственный университет Северной Дакоты. Архивировано из оригинала 21 марта 2012 г.
5. Холдейн, JBS (1919). «Сочетание значений сцепления и расчет расстояний между локусами связанных факторов». Журнал генетики . 8 : 299–309. Предлагается называть единицу расстояния в хромосоме, определенную выше, «морганом» по аналогии с омом, вольтом и т. д. Таким образом, единицей расстояния Моргана является сантиморган. (стр. 305)

дальнейшее чтение

• Синь-Жуань Су; Фердиг, Майкл Т.; Ямин Хуан; Чуонг К. Хуинь; Лю, Анна; Цзинтао Ю; Вуттон, Джон К.; Веллемс, Томас Э. (ноябрь 1999 г.). «Генетическая карта и параметры рекомбинации малярийного паразита человека Plasmodium falciparum». Наука . 286 (5443): 1351–1353. дои : 10.1126/science.286.5443.1351. ПМИД  10558988.