ما هي الجينات المرتبطة؟ (مادة الاحياء) - مادة الاحياء - 2024

اثنين ترتبط الجينات عندما تميل إلى أن تكون موروثة معا كما لو كانوا كيانا واحدا. يمكن أن يحدث هذا أيضًا مع أكثر من جينين. على أي حال ، فإن سلوك الجينات هذا هو ما سمح برسم الخرائط الجينية عن طريق الربط وإعادة التركيب.

في زمن مندل ، لاحظ باحثون آخرون ، مثل أزواج بوفيري ، أنه في نواة الخلية توجد أجسام تُفرز أثناء عملية انقسام الخلية. كانت هذه الكروموسومات.

لاحقًا ، مع عمل مورغان ومجموعته ، كان هناك فهم أوضح لميراث الجينات والكروموسومات. بمعنى آخر ، تفصل الجينات مثل الكروموسومات التي تحملها (نظرية الكروموسومات في الوراثة).

الإنسان والجينات

كما نعلم ، يوجد عدد أقل بكثير من الكروموسومات مقارنة بالجينات. لدى الإنسان ، على سبيل المثال ، حوالي 20000 جين موزعة في حوالي 23 كروموسومًا مختلفًا (حمل فردي من النوع).

يتم تمثيل كل كروموسوم بجزيء DNA طويل يتم فيه ترميز العديد من الجينات بشكل منفصل. إذن ، كل جين موجود في موقع معين (موضع) على كروموسوم معين ؛ بدوره ، يحمل كل كروموسوم العديد من الجينات.

بمعنى آخر ، كل الجينات الموجودة على الكروموسوم مرتبطة ببعضها البعض. إذا بدا أنها ليست كذلك ، فذلك لأن هناك عملية تبادل مادي للحمض النووي بين الكروموسومات التي تخلق وهم التوزيع المستقل.

هذه العملية تسمى إعادة التركيب. إذا تم ربط اثنين من الجينات ، ولكنهما منفصلان على نطاق واسع عن بعضهما البعض ، فستحدث إعادة التركيب دائمًا وستفصل الجينات تمامًا كما لاحظ مندل.

ربط

لمراقبة الارتباط وإثباته ، يشرع الباحث في عمل تهجين مع الأفراد الذين يقدمون مظهرًا متناقضًا للنمط الظاهري للجينات قيد الدراسة (على سبيل المثال ، P: AAbb X aaBB).

جميع أحفاد F1 سيكونون AaBb. من تهجين AaBb X aabb ثنائي الهجين (أو اختبار التهجين) يتوقع المرء أن يكون ذرية F2 تظهر النمط الجيني (والنمط الظاهري) 1 AaBb: 1 Aabb: 1 aaBb: 1 نسب الأب.

لكن هذا صحيح فقط إذا لم تكن الجينات مرتبطة. الدليل الجيني الأول على ارتباط جينين هو أن هناك غلبة للأنماط الظاهرية للأب: أي ، Aabb + aaBb >> AaB_b + aabb.

النفور والاقتران

في حالة الجينات المرتبطة التي نستخدمها كمثال ، سينتج الأفراد في الغالب أمشاج AB و aB ، بدلاً من AB و ab gametes.

نظرًا لأن الأليل السائد لجين واحد مرتبط بالأليل المتنحي للجين الآخر ، يُقال إن الجينين مرتبطان في التنافر. إذا لوحظت غلبة AB و ab الأليلات على الأمشاج Ab و aB ، يقال إن الجينات مرتبطة في الاقتران.

أي أن الأليلات السائدة تقترن بنفس جزيء الدنا ؛ أو ما هو نفسه ، فهي مرتبطة بنفس الكروموسوم. هذه المعلومات مفيدة للغاية في التحسين الوراثي.

هذا يجعل من الممكن تحديد عدد الأفراد الذين يجب تحليلهم عند ربط الجينات ومن المرغوب فيه تحديد ، على سبيل المثال ، السمتين المهيمنتين.

سيكون تحقيق ذلك أكثر صعوبة عندما يكون كلا الجينين في حالة تنافر ويكون الارتباط وثيقًا لدرجة أنه لا يوجد تقريبًا إعادة تركيب بين الجينين.

الربط اختلال التوازن

كان وجود الارتباط بحد ذاته تقدمًا كبيرًا في فهمنا للجينات وتنظيمها. ولكن بالإضافة إلى ذلك ، فقد سمح لنا أيضًا بفهم كيف يمكن أن يعمل الانتقاء في المجتمعات وشرح قليلاً تطور الكائنات الحية.

هناك جينات مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بحيث يتم إنتاج نوعين فقط من الأمشاج بدلاً من الأنواع الأربعة التي تسمح بالتوزيع المستقل.

الربط اختلال التوازن

في الحالات القصوى ، لا يظهر هذان الجينان المرتبطان (في الاقتران أو التنافر) إلا في نوع واحد من الارتباط بين السكان. في حالة حدوث ذلك ، يُقال أن هناك عدم توازن في الارتباط.

يحدث اختلال التوازن في الارتباط ، على سبيل المثال ، عندما يؤدي عدم وجود الأليلين المهيمنين إلى تقليل فرص بقاء الأفراد وتكاثرهم.

يحدث هذا عندما يكون الأفراد نتاج الإخصاب بين الأمشاج. على العكس من ذلك ، فإن الإخصاب بين الأمشاج aB و Ab يزيد من احتمال بقاء الفرد.

سيكون لها أليل A واحد على الأقل وأليل B واحد ، وستظهر وظائف مرتبطة من النوع البري المقابل.

يمكن أن يفسر الارتباط وعدم توازنه أيضًا سبب عدم إزالة بعض الأليلات غير المرغوب فيها للجين من السكان. إذا كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا (في حالة التنافر) بالأليلات السائدة لجين آخر يمنح مزايا على حاملها (على سبيل المثال ، aB) ، فإن الارتباط بـ "الصالح" يسمح بدوام "السيئ".

إعادة التركيب والربط رسم الخرائط الجينية

إحدى النتائج المهمة للارتباط هي أنه يتيح تحديد المسافة بين الجينات المرتبطة. اتضح أن هذا صحيح من الناحية التاريخية وأدى إلى إنشاء أول خرائط جينية.

للقيام بذلك ، كان من الضروري فهم أن الكروموسومات المتجانسة يمكن أن تتقاطع مع بعضها البعض أثناء الانقسام الاختزالي في عملية تسمى إعادة التركيب.

عند إعادة التركيب ، يتم إنتاج الأمشاج المختلفة لتلك التي يمكن للفرد إنتاجها فقط عن طريق الفصل. نظرًا لأنه يمكن حساب المؤتلفات ، فمن الممكن التعبير رياضيًا عن مدى تباعد جين عن الآخر.

في خرائط الربط وإعادة التركيب ، يتم حساب الأفراد الذين يترابطون بين زوج جيني معين. ثم يتم حساب نسبته من حيث إجمالي عدد السكان العاملين.

وفقًا للاتفاقية ، فإن إعادة التركيب بنسبة واحد بالمائة (1٪) هي وحدة خريطة جينية (umg). على سبيل المثال ، في رسم خرائط لعدد 1000 فرد ، تم العثور على 200 مؤتلف بين العلامات الجينية A / a و B / b. لذلك ، فإن المسافة التي تفصل بينهما على الكروموسوم هي 20 ميكروغرام.

حاليًا ، يُطلق على 1 umg (وهو عبارة عن إعادة تركيب بنسبة 1 ٪) اسم cM (centi Morgan). في الحالة المذكورة أعلاه ، المسافة بين A / a و B / b هي 20 سم.

ربط الخرائط الجينية وحدودها

في الخريطة الجينية ، يمكن إضافة مسافات في سم ، ولكن من الواضح أنه لا يمكن إضافة نسب إعادة التركيب. يجب عليك دائمًا تعيين جينات متباعدة بدرجة كافية لتتمكن من قياس المسافات القصيرة.

إذا كانت المسافة بين علامتين عالية جدًا ، فإن احتمال وجود حدث إعادة تركيب بينهما يساوي 1. لذلك ، ستتم إعادة الاتحاد دائمًا وستتصرف هذه الجينات كما لو كانت موزعة بشكل مستقل على الرغم من ارتباطها.

من ناحية أخرى ، ولأسباب مختلفة ، لا ترتبط الخرائط المقاسة بالسمتر ارتباطًا خطيًا بكمية الحمض النووي المعنية. علاوة على ذلك ، فإن كمية الحمض النووي لكل سم ليست عالمية ، ولكل نوع معين فهي قيمة خاصة ومتوسطة.

المراجع

1. Botstein ، D. ، White ، RL ، Skolnick ، ​​M. ، Davis ، RW (1980) إنشاء خريطة الارتباط الجيني في الإنسان باستخدام تعدد أشكال طول جزء التقييد. المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية ، 32: 314-331.
2. بروكر ، آر جيه (2017). علم الوراثة: التحليل والمبادئ. ماكجرو هيل للتعليم العالي ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية.
3. Goodenough ، UW (1984) علم الوراثة. شركة دبليو بي سوندرز المحدودة ، فيلادلفيا ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
4. Griffiths، AJF، Wessler، R.، Carroll، SB، Doebley، J. (2015). مدخل إلى التحليل الجيني (11 ^تشرين إد). نيويورك: دبليو إتش فريمان ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية.
5. Kottler، VA، Schartl، M. (2018) الكروموسومات الجنسية الملونة لأسماك teleost. الجينات (بازل) ، دوى: 10.3390 / genes9050233.