معلومة

ما هي وحدة الخريطة بين الجينات؟

ما هي وحدة الخريطة بين الجينات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أثناء قيامي ببعض علم الأحياء ، صادفت هذا السؤال:

تعرض الجداول التالية نتائج تهجينات نباتية تتضمن جينين مرتبطين: S هو جين لون البذور ، و L هو جين ارتفاع النبات. يحتوي كل جين على أليلين مع أليل واحد يظهر هيمنة كاملة على الأليل الآخر. والأنماط الظاهرية السائدة هي البذور الصفراء والنباتات الطويلة. الصفات المظهرية المتنحية خضراء وقصيرة على التوالي. افترض أن العبور بين جينين يحدث مرة واحدة.

احسب وحدة الخريطة بين الجين L والجين S. (وحدة خريطة واحدة = مسافة إعادة التركيب 1٪)

يحيرني هذا السؤال لأن ما أفهمه من الجدول هو أنه من العبور نحصل على أزهار قصيرة ببذور خضراء (0.01) وأزهار طويلة ببذور صفراء (تلك 0.01 من 0.51). نتيجة للإخصاب ، نحصل على تردد 0.02 ، وهذا كما أفهم يساوي أيضًا معدل إعادة التركيب. وبالتالي يجب أن تكون وحدة الخريطة 0.02 * 100 = 2٪. لكن الرد الذي يجب أن أحصل عليه هو 20٪ ، وأنا لا أفهم كيفية الوصول إليه.


إليك تلميحًا: أنت محق في أن 0.01 هي النسل المتنحي المتماثل (المتقاطع) المزدوج المتماثل. أعتقد أنك نسيت أن كل نسل يحتوي على نمطين من الأمشاج الفرداني ، وبالتالي فإن التنبؤ بنسبة النسل بنمط وراثي معين يتضمن مضاعفة ترددات الأمشاج الفردية التي تنتج هذا النسل. لحساب ترددات الأمشاج (وبالتالي تردد إعادة التركيب) ، تحتاج إلى عكس عملية الضرب هذه.

إجابة كاملة:

أجد أنه من الأسهل التعامل مع الأنماط الجينية الموحدة أولاً. من بين فئات النمط الظاهري للنسل الأربعة ، فقط الفئة المتنحية المزدوجة متماثلة اللواقح (قصيرة / خضراء) لها نمط وراثي موحد - llss. إذا تم إلغاء ربط l و s ، فسيكون 1/16 من إجمالي النسل قصير / أخضر = llss.

ومع ذلك ، فإن عددًا أقل من 1/16 يكون قصيرًا / أخضر = llss ، لذلك تم تأكيد الارتباط و (كما لاحظت) ، يجب أن تمثل ls أحد الأنماط الفردانية المتقاطعة. ثم النمط الفرداني المتقاطع الآخر هو LS. وبالتالي ، يجب أن تكون الأنماط الفردانية الأبوية (غير المتقاطعة) هي lS و Ls.

دعنا نسمي r مسافة إعادة التركيب (في وحدات الخريطة) بين l و s. ينتج عن كل إعادة تركيب بين l و s 2 من الأمشاج المؤتلفة: 1 ls و 1 LS. وبالتالي فإن جزء من الأمشاج ls - f (ls) - سيكون (r / 2) / 100 وجزء LS الأمشاج - f (LS) - سيكون أيضًا (r / 2) / 100. نظرًا لأن كل نسل F1 يتكون من 2 أمشاج ، فإن جزء النسل ذو التركيب الوراثي ls / ls سيكون f (ls) xf (ls) = (r / 2) / 100 x (r / 2) / 100 = r ^ 2 / 40000 = 0.01 (من بيانات F1). حل لـ r ، r ^ 2 = 0.01 × 40000 = 400 ، لذا الجذر التربيعي (r ^ 2) = r = sqrt (400) = 20. r = 20 وحدة خريطة


رسم الخرائط الجينية بواسطة اختبار ثلاثي النقاط | بيولوجيا الخلية

ترددات إعادة التركيب متوافقة بشكل مباشر مع المسافات بين الجينات المعنية ويمكن استخدام هذه القيم في إعداد خرائط الربط. يعطينا تقاطع اختبار من ثلاث نقاط (يتضمن ثلاثة جينات) معلومات تتعلق بمسافات rela & shytive بين الجينات ويخبرنا بالترتيب الخطي الذي توجد به هذه الجينات على الكروموسوم.

ميزة مهمة لجميع خرائط الربط هي خطيتها ، أي أنه يمكن عرض جميع الجينات في مجموعة ربط معينة لتعيينها في مصفوفة خطية. لنفترض أن هناك ثلاثة جينات A و B و C موجودة على نفس الكروموسوم (أي أنها مرتبطة).

يمكن أن يكون هناك ثلاثة أوامر خطية محتملة حيث قد تكون هذه الجينات موجودة على الكروموسوم. هذه هي A-B-C أو A-C-B أو B-A-C. في إحدى الحالات ، يكون B في المنتصف وفي الحالتين الأخريين ، يكون C و A على التوالي في المنتصف.

لذلك ، عند اكتشاف الترتيب الخطي ، يجب اكتشاف الجين الموجود في المركز.

لهذا الغرض ، يتم إجراء اختبار تقاطع ثلاثي النقاط ، والذي يتضمن عبور ثلاثي الهجين ABC / abc (تم الحصول عليه من ABC / ABC X abc / abc) مع ثلاثي متنحي متماثل الزيجوت abc / abc. سيمثل النسل الذي تم الحصول عليه الأمشاج التي شكلها الهجين. بافتراض أن A-B-C هو ترتيب الجينات ، يمكن تمثيل النتائج المتوقعة بشكل تخطيطي كما هو موضح في الشكل 8.16.

تم سرد الترددات الافتراضية لثمانية أنواع من السلالات في الشكل 8.17 ويمكن استخدامها لإعداد خريطة الربط.

ربط بناء رسم الخرائط الجينية:

يتم إعداد خرائط الربط بمساعدة ترددات إعادة التركيب.

دعونا نفكر في مثال من الذرة يتضمن ثلاث شخصيات من السويداء. هذه الأحرف الثلاثة ملونة aleurone (C) مقابل aleurone عديم اللون (c) ، السويداء الكامل (Sh) ver & shysus السويداء المنكمش (sh) والسويداء غير الشمعي (Wx) مقابل السويداء الشمعي (wx). تم تقديم البيانات التي قدمها CB Hutchinson في عام 1922 في الشكل 8.18.

يجب وضع قيم إعادة التركيب الثلاثة ، أي C-Sh و Sh-Wx و C-Wx من أجل معرفة الترتيب الخطي للجينات الثلاثة ، C و Sh و Wx. في البيانات المقدمة ، توجد ذرية الأنواع الأبوية بترددات أعلى.

C و sh موجودان معًا في P1، لذلك ، سيتم تسجيل النسل الذي يظهر فصلهم على أنه إعادة تركيب بين C و Sh. يمكن تسجيل إعادة التركيب بالمثل بين sh و Wx وكذلك بين C و Wx.

يمكن استخدام العلاقة الرياضية بين قيم إعادة التركيب لثلاثة جينات لتحديد ترتيب الجينات. من قيم X و Y و Z للمثال (الشكل 8.17) ، يمكن عمل ترتيب الجينات:

إذا كانت Z = X -I- Y ، فإن ترتيب الجينات هو A-B-C

إذا كانت Z = X & # 8211 Y ، فإن ترتيب الجينات هو A-C-B

إذا كانت Z = Y & # 8211 X ، فإن ترتيب الجينات هو B-A-C.

في المثال (الشكل 8-18) ، قيمة recombina & shytion C-Wx (21.7٪) تساوي تقريبًا قيمة إعادة التركيب لـ (C-sh) + (sh & # 8211 Wx) = 3.5 + 18.4 = 21.9٪. لذلك ، يجب أن يقع sh بين C و Wx. هناك طريقة أخرى لتحديد ترتيب الجينات وهي المقارنة بين التركيبة الأليلية لفئات النسل المتشابكة والبارين والشيتال والمزدوجة المؤتلفة.

من بين الفئات المظهرية الثمانية (4 أزواج) للذرية ، يمتلك زوج واحد أعلى مستوى من التردد والخجل يمثل فئة الوالدين (غير المؤتلف) وزوج واحد لديه أدنى تردد يمثل فئة إعادة الارتباط المزدوج.

في المثال (الشكل 8.18) ، تتطور فئة ذرية التردد الأعلى من الأمشاج غير المؤتلفة ، C sh Wx و c Sh wx وتتطور فئة ذرية التردد الأقل من الأمشاج المؤتلفة المتقاطعة المزدوجة ، C Sh Wx و c sh wx.

تُظهر مقارنة الترتيبات الأليلية للأمشاج غير المؤتلفة مع الأمشاج المؤتلفة المزدوجة المتقاطعة [(C sh Wx و C Sh Wx) أو (c Sh wx و c sh wx)] أن Sh أو sh تبرز على أنها الموضع المتغير الذي يشير إلى موقعها في الوسط. لذلك ، سيكون ترتيب الجينات هو C-sh-Wx.

مسافة رسم الخرائط الجينية والوحدة:

يتم تحديد مسافة الخريطة بتردد إعادة التركيب ، ممثلة في وحدة الخريطة (m.u.) ، والتي تسمى أيضًا centi-Morgan (cM).

1٪ إعادة التركيب = 1 متر مكعب = 1 سم.

في حالة المثال أعلاه (الشكل 8.18) ، ستبدو خريطة الربط على النحو التالي:

يمكن إعداد خريطة الارتباط بواسطة عملية حسابية أخرى عندما يتم الكشف عن ترتيب الجينات مباشرة من البيانات عن طريق مقارنة المجموعات الأليلية للفئات الأبوية وفئات النسل المؤتلف المتصالب والمزدوج. في مثال الشكل 8.18 ، يكون ترتيب الجين المحدد هو C-sh-Wx.

في اختبار تقاطع النقاط الثلاث ، نتجت بعض الانتقادات الأبوية عن عمليات الانتقال المزدوجة (منتجات بعض عمليات الانتقال المتعددة ليست مؤتلفة). لا يمكن تضمين عمليات الانتقال هذه لتحديد التردد المؤتلف بين الجينات الطرفية. وبالتالي ، قد يتم التقليل من تقدير جميع مسافات الخريطة بناءً على التردد المؤتلف لمسافات الخريطة المادية.

عندما يكون الموضعان بعيدًا عن بعضهما البعض على الكروموسوم ، فإن عمليات الانتقال المزدوجة بينهما ستميل إلى إخفاء المؤتلفات. لذا فإن المواقع المرتبطة بشكل بعيد تظهر عادة أقرب مما هي عليه بالفعل. وبالتالي ، فإن أوضاع الخريطة الأكثر دقة هي تلك التي يتم إنشاؤها في مواقع مرتبطة بشكل وثيق جدًا.

لذلك ، تعتبر المسافات القصيرة المُجمعة أكثر دقة من المسافات الطويلة المقاسة مباشرة. في المثال (الشكل 18.8) ، الفرق بين قيم المسافة القصيرة المجمعة (3.5 + 18.4 = 21.9) وقيمة المسافة الأطول (21.7) هو 21.9 & # 8211 21.7 = 0.2 ، وهذا يرجع إلى حقيقة أنه في المدى الأطول لا يتم تضمين عمليات الانتقال المزدوجة لقيمة المسافة.

وبالتالي ، على مسافات طويلة على الخريطة ، لا تتوافق مسافة الخريطة المتقطعة (تردد إعادة التركيب) ومسافة الخريطة الفعلية ، والعلاقة الخطية بين الاثنين ليست جيدة. لن يتجاوز معدل إعادة التركيب بين أي جينين 50 أبدًا ، ولكن قد تتجاوز مسافة الخريطة 50.

في القيم المنخفضة توجد علاقة خطية ، ولكن مع اقتراب قيمة recom & shybination من 50٪ ، يتم فقد العلاقة الخطية تدريجيًا ويكون تردد إعادة التركيب دائمًا أقل من مسافة الخريطة. ويرجع ذلك إلى وجود عدد أكبر من عمليات الانتقال المزدوجة والزوجية المتعددة والتي تميل إلى إخفاء المؤتلفات.

وظيفة رسم الخرائط الجينية:

لا ينبغي خلط مسافات الخرائط الفعلية مع مسافة الخريطة المقاسة بناءً على ترددات إعادة التركيب. تحتاج ترددات إعادة التركيب إلى معالجة رياضية (correc & shytion) للحصول على تقديرات دقيقة نسبيًا لمسافة الخريطة بين المواقع. سيتم الحصول على مسافة الخريطة الحقيقية من خلال الاستفادة من وظيفة رسم الخرائط كما حددها هالدين (1919).

يعكس العلاقة بين مسافة الخريطة الحقيقية وتردد إعادة التركيب (RF) الذي يفترض شكل منحنى (الشكل 8.19A) ، ويظهر مسافات الخريطة المتزايدة المتوقعة لترددات إعادة التركيب الأطول. القياس الدقيق للمسافة المادية هو متوسط ​​العدد (م) لعمليات الانتقال التي تحدث في هذا الجزء لكل انقسام.

وبالتالي فإن نهج وظيفة التعيين هو العثور على وظيفة تربط التردد اللاسلكي بـ & # 8216m & # 8217. في أي منطقة كروموسومية ، تكون إمكانيات التقاطع والخجل المختلفة 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 أو أكثر. أي عدد من التقاطع ينتج ترددًا بنسبة 50٪ recom & shybinants (الشكل 8.19 ب). وبالتالي فإن الفئة الوحيدة الحاسمة هي فئة الصفر.

ومن ثم فإن المحدد الحقيقي للتردد اللاسلكي هو الأحجام النسبية للفئات التي لا يوجد بها عمليات انتقال ، مقابل الفئات التي بها أي عدد غير صفري لعمليات الانتقال.

يمكن وصف حدوث عمليات الانتقال على طول chro & shymosome المسؤول عن إعادة التركيب من خلال توزيع إحصائي يسمى توزيع Poisson ، يستخدم للأحداث ذات القيمة المتوسطة المنخفضة. على مساحة صغيرة من الكروموسوم ، سيحدث العبور في عدد صغير من السقوف من إجمالي عدد الخلايا التي تخضع للانقسام الاختزالي. إذا عرفنا القيمة المتوسطة (م) لعمليات الانتقال في هذه المنطقة الصغيرة من

M = متوسط ​​عدد عمليات الانتقال ،

أنا = العدد الفعلي لعمليات الانتقال.

على سبيل المثال ، إذا كان هناك متوسط ​​لحدث تقاطع جسدي واحد لفترة زمنية معينة ، فقد لا يكون لبعض الخلايا تقاطع لهذا inter & shyval ، في حين أن الخلايا الأخرى لديها واحد ، اثنان ، ثلاثة ، إلخ.

يمكن حساب تكرار الخلايا التي لا يوجد بها تقاطع لتلك الفترة الزمنية باستخدام توزيع بواسون:

لذلك ، فإن تكرار الخلايا التي تحتوي على تقاطع واحد على الأقل في تلك المنطقة في إجمالي عدد السكان والانعزال (أي 1.0) سيكون:

1 - e -m = 1 & # 8211 0.37 = 0.63. ستحتوي هذه الخلايا على 50 ٪ من المنتجات recom & shybinants ، وبالتالي فإن تردد إعادة التركيب ، RF = ½ (1 - e -m) = ½ X 0.63 = 0.315. وبالتالي فإن فترة الربط لحدث تقاطع مادي واحد ستظهر فقط 31.5٪ من المنتجات المؤتلفة بينما كان من المتوقع إعادة التركيب بنسبة 50٪.

إذا كان RF معروفًا ، فيمكن حساب m:

RF = ½ (1 - e -m) ، أو 2RF = 1 - e -m ،

أو ، e -m = 1 & # 8211 2RF ، أو -m = logن(1 & # 8211 2RF) ،

أين سجلن = اللوغاريتم الطبيعي ،

أو m = -logن(1 & # 8211 2RF) = وظيفة رسم الخرائط.

على سبيل المثال ، إذا كان RF هو 27.5٪ في الاختبار المتقاطع ، فعندئذٍ e -m = 1 & # 8211 2 X 0.275 = 0.45 باستخدام الآلة الحاسبة ، يمكننا استنتاج m = 0.8 ، أي أن هناك 0.8 عمليات انتقال لكل انقسام في منطقة الكروموسومات.

الخطوة الأخيرة هي تحويل هذا المقياس لمسافة الخريطة المادية إلى وحدة الخريطة المصححة. في المناطق الجينية الصغيرة جدًا ، من المتوقع أن يكون التردد اللاسلكي مقياسًا دقيقًا للمسافة المادية نظرًا لعدم وجود أي عمليات انتقال متعددة. في الواقع ، لن يظهر الانقسام الاختزالي أي عمليات انتقال أو تقاطع واحد.

سيتم بعد ذلك ترجمة تواتر عمليات الانتقال (م) إلى جزء مؤتلف صحيح من م /2 لأن المؤتلف سيكون 1 /2 من الكروماتيدات الناشئة عن فئة كروس واحدة. هذا يحدد العلاقة العامة والخداع بين & # 8216m & # 8217 وكسر مؤتلف مصحح ، يمكن اعتباره م /2.

ومن ثم ، في المثال أعلاه ، & # 8216m & # 8217 قيمة 0.8 يمكن تحويلها وتحويلها إلى جزء مؤتلف مصحح يبلغ 0.8 /2= 0.4 (40٪) أو 40 وحدة خريطة ، وهي فرعية أكبر من 27.5 متر مكعب. مستخلص من الترددات الراديوية المرصودة.

ستكون قيمة & # 8216m & # 8217 أو متوسط ​​العدد الفعلي لعمليات الانتقال مؤشرًا لمسافة الخريطة الحقيقية في المنطقة (م = 1 = 50 سم ، م = 2 = 100 سم ، م = 3 = 150 سم ، م = 4 = 200 سم). & # 8216m & # 8217 قيمة مشتقة من خلال استخدام وظيفة التعيين عند رسمها مقابل قيم التردد اللاسلكي ، ستكون قيم التردد الراديوي التي تصل إلى 10٪ خطية مع وحدات الخريطة ، ولكن بالنسبة للقيم الأعلى ، لا تكون العلاقة جيدة ، على سبيل المثال ، بالنسبة لـ RF = 27.5 ٪ ، م = 0.8 = 40 مو = 40 سم.

لذلك إذا تم استخدام قيم التردد اللاسلكي للتعيين مباشرة دون استخدام وظيفة التعيين ، فسيتم التقليل من المسافة.


إعادة تركيب الكروموسوم

تسمى العملية ، التي تنتج إعادة تركيب الجينات عن طريق تبادل الأجزاء المقابلة بين كروماتيدات غير متجانسة من الكروموسومات المتجانسة ، إعادة تركيب الكروموسومات.

يحدث في مرحلة pachytene من الطور الأول للانقسام الاختزالي. يؤدي العبور بين الجينات المرتبطة إلى إعادة التركيب الجيني.

وفقًا لـ Bateson and Punnet ، في Lathyrus odoratus ، كان 12 في المائة من ذرية الاختبار المتقاطعة عبارة عن مواد مؤتلفة.

يتم التعبير عن إعادة التركيب بين اثنين من الجينات بالنسبة المئوية. يطلق عليه تردد إعادة التركيب.

تُعرف أزواج الجينات التي لديها نسبة منخفضة جدًا من إعادة التركيب بالجينات المرتبطة بإحكام.

تسمى أزواج الجينات ذات النسبة المئوية الأعلى بأنها جينات مرتبطة بشكل فضفاض.

على سبيل المثال ، كان 12 في المائة من ذرية الاختبار المتصالبة عبارة عن مواد مؤتلفة.

أظهروا ارتباطًا مختلفًا للأليلات عن والديهم.

يتم تحديد النسبة المئوية لإعادة التركيب بقسمة عدد النسل المؤتلف على العدد الإجمالي للنسل.

في الشكل 3.4 ، كانت روابط الوالدين B مع L و b مع l.


ألك

ج. الكروموسومات الأبوية في صليب الاختبار هي ALc و alC من الإناث ، و alc من الذكور.

تظهر أي حيوانات تتلقى Al أو aL من الوالد الأنثى إعادة التركيب بين أ و ل جينات الكروموسوم. لذلك ، فإن الحيوانات التي هي AallCc و Aallcc و aaLlCc و aaLlcc هي مؤتلفات ، لذا فإن إجمالي # المؤتلفات (1 + 22 + 24 + 3) مقسومًا على إجمالي # ذرية (1000) يمنحك مسافة خريطة تبلغ 5 أمتار. ما بين أ و ل.

تظهر أي حيوانات تتلقى التيار المتردد أو التيار المتردد من الأم الأنثى إعادة التركيب بين أ و ج جينات الكروموسوم. لذلك ، فإن الحيوانات التي هي AaLlCc و AallCc و aaLlcc و aallcc هي مؤتلفة ، لذا فإن إجمالي # المؤتلفات (56 + 1 + 3 + 60) مقسومًا على إجمالي # السلالة (1000) يمنحك مسافة خريطة تبلغ 12 مترًا مكعبًا. ما بين أ و ج.

تظهر أي حيوانات تتلقى LC أو LC من الوالد الأنثى إعادة التركيب بين ل و ج جينات الكروموسوم. لذلك ، فإن الحيوانات التي هي AaLlCc و Aallcc و aaLlCc و aallcc هي مؤتلفة ، لذا فإن إجمالي # المؤتلف (56 + 22 + 24 + 60) مقسومًا على إجمالي # السلالة (1000) يمنحك مسافة خريطة تبلغ 16.2 (

17) م. ما بين ل و ج.

لذلك فإن الخريطة الجينية هي: ج 12 أ 5 ل

د. التداخل الجيني (I) هو مقياس استقلال عمليات الانتقال عن بعضها البعض ، محسوبًا على النحو التالي:

أنا = 1 - توقع عمليات الانتقال المزدوجة

لاحظ عمليات الانتقال المزدوجة

في هذه الحالة ، تم العثور على عمليات الانتقال الأربعة المزدوجة. ومع ذلك ، باستخدام الصيغة ، تتوقع 6 (.05 × .12 × 1000). لذلك ، فإن التداخل الجيني = 1 × (4/6) ، لذلك أنا = 0.33. بعبارة أخرى ، هناك تدخل كبير. في الواقع ، هذه نتيجة مروعة ، لأن الأرقام صغيرة جدًا. الجواب الصحيح هو عدم وجود بيانات كافية.

3. أ. إذا كانت الجينات متباعدة عن 50 وحدة خريطة ، فإن عدد الكروموسومات المؤتلفة يساوي عدد الكروموسومات غير المترابطة. هذا يعادل وجود جينات غير مرتبطة.

ب. يمكن أن يصل مجموع مسافات الخرائط الصغيرة المتعددة بين الجينات إلى أكثر من 100 وحدة خريطة. على سبيل المثال ، إذا أ و ب 30 متر مكعب بعيدا، بمعزل، على حد، ب و ج هي 40 وحدة خريطة ، و ج و د هي 30 وحدة خريطة ، أ و د ستكون 100 وحدة خريطة على حدة.

4 ا. أب / ++ إناث X أ + / + ب ذكور

ب. الأنماط الظاهرية الأبوية: النمط الظاهري المؤتلف A و B و amp WT: AB

ج. لتحديد صيغة لمسافة الخريطة ، ابحث عن النمط الظاهري الأكثر انتشارًا. في هذه الحالة ، النمط الظاهري الوحيد المؤتلف هو AB. مسافة الخريطة هي # المؤتلف على إجمالي الحيوانات ، لذا فإن صيغة حساب مسافة الخريطة هي # AB / total = p (1-p) / 4 ، أو p / 4 إذا كانت p صغيرة.

د. تحديد قيمة p من تقاطع بين اثنين عبر سيكون الزيجوت المتغاير أكثر صعوبة ، لأن عدد حيوانات AB ، الفئة الوحيدة المؤتلفة ، يساوي p 2/4.

5. راجع الجدول أدناه:

ثالثا. A = a / ab أو ac / ab B = b / ab أو bc / ab

ب. لو ج هو على يمين أب، A ستعطي WT و C بينما B ستعطي WT. لو ج على يسار أب، سيعطي A WT بينما يعطي B WT و C. إذا ج يقع بين أ و ب، كل من A و B سيعطيان WT و C.

ج. إذا كانت المواد المؤتلفة A التي تزاوجت مع حيوانات C تنتج ذرية WT و C بينما تنتج المؤتلفات B المتزاوجة مع حيوانات C فقط ذرية WT ، إذن ج تقع على يمين أ و ب. إذا كانت المواد المؤتلفة A التي تزاوجت مع حيوانات C تنتج ذرية WT فقط بينما تنتج المؤتلفات B المتزاوجة مع حيوانات C ذرية WT و C ، إذن ج تقع على يسار أ و ب. إذا كان المؤتلفان A و B ينتجان ذرية WT و C عند التزاوج مع حيوانات C ، إذن ج يقع بين أ و ب.

د. يتم استخدام ذرية A و B فقط في هذه الطريقة لأنه يمكن تمييزها عن السلالة غير المؤلفة.

ه. لأن كلا من الحيوانات المؤتلفة A و B تنتج حيوانات C ، ج يجب أن تقع بين أ و ب. 33 الحيوانات هي نتيجة إعادة التركيب بين أ و ج، في حين أن 11 حيوانًا هي نتيجة إعادة التركيب بين ب و ج. حيث أ و ب 2.4 متر مكعب بعيدا، بمعزل، على حد، ج 1.8 متر مكعب على يمين أ و 0.6 متر مكعب إلى اليسار من ب.

F. أنا. إذا كان c بعيدًا جدًا عن يمين كلا الجينين ، فقد تحصل على مؤتلفات مزدوجة. في ai ، سيكون السلالة A ac / ab من المؤتلف الفردي و a / ab من إعادة التركيب المزدوج. سيكون ذرية B هي b / ab من إعادة التركيب الفردي و bc / ab من إعادة التركيب المزدوج.

ثانيا. قد يجعلك التقاطع المزدوج تعتقد ذلك ج كان بين أ و ب.

ثالثا. لحل المشكلة ، ارسم خريطة ج باستخدام مجموعة مختلفة من العلامات. على سبيل المثال ، إذا ج بعيد على يمين ب، استخدم علامة إضافية د التي تقع على يمين ج.


رسم خرائط الجينات عن طريق الفصل الانقسامي وإعادة التركيب

يجعل التقاطع الانقسامي جميع الجينات متغايرة الزيجوت بعيدة عن التقاطع متماثل الزيجوت ويمكن استخدام هذا المبدأ لاستنتاج ترتيب الجينات.
يعد تكرار الفئات المتماثلة اللواقح المختلفة مقياسًا لمسافات الخريطة النسبية

في حالة الانقسام الفتيلي ، وعدم الانفصال ، وفقدان الكروموسوم ، والعبور ، والتفرد ، كل ذلك يتسبب في فصل زوج متغاير الزيجوت من الأليلات في الأنسجة الجسدية مما يؤدي إلى فسيفساء تعبر عن الأنماط الظاهرية لكلا الأليلين.

التقنيات الحديثة لرسم خرائط الكروموسوم

2) تم تعيين الجينات البشرية باستخدام خلايا جسدية هجينة بين الإنسان والقوارض
يسمح ارتباط الاحتفاظ بالعلامات البشرية والكروموسومات في خطوط الخلايا الهجينة بين القوارض والإنسان بتعيين الكروموسومات للعلامات.
يسمح تصحيح العلامات البشرية المختلفة في الهجينة المشعة بالأكسجين برسم خرائط عالية الدقة للموقع الكروموسومي للجينات.


محتويات

هناك نوعان مميزان من "الخرائط" المستخدمة في مجال رسم خرائط الجينوم: الخرائط الجينية والخرائط المادية. في حين أن كلا الخريطتين عبارة عن مجموعة من الواسمات الجينية ومواقع الجينات ، [3] تستند مسافات الخرائط الجينية إلى معلومات الارتباط الجيني ، بينما تستخدم الخرائط المادية مسافات فعلية تُقاس عادةً بعدد الأزواج الأساسية. في حين أن الخريطة الفيزيائية يمكن أن تكون تمثيلاً أكثر "دقة" للجينوم ، فإن الخرائط الجينية تقدم غالبًا نظرة ثاقبة لطبيعة المناطق المختلفة للكروموسوم ، على سبيل المثال تختلف نسبة المسافة الجينية إلى المسافة المادية اختلافًا كبيرًا في مناطق الجينوم المختلفة والتي تعكس معدلات إعادة التركيب المختلفة ، وغالبًا ما يشير هذا المعدل إلى مناطق متغايرة اللون (عادةً ما تكون غنية بالجينات) مقابل مناطق غير متجانسة (عادةً فقيرة بالجينات) في الجينوم.

تحرير رسم الخرائط الجينية

يبدأ الباحثون في رسم خريطة جينية عن طريق جمع عينات من الدم أو اللعاب أو الأنسجة من أفراد الأسرة الذين يحملون مرضًا بارزًا أو سمة بارزة وأفراد الأسرة الذين لا يحملون. العينة الأكثر شيوعًا المستخدمة في رسم خرائط الجينات ، خاصة في الاختبارات الجينية الشخصية هي اللعاب. يقوم العلماء بعد ذلك بعزل الحمض النووي من العينات وفحصها عن كثب ، بحثًا عن أنماط فريدة في الحمض النووي لأفراد الأسرة الذين يحملون المرض الذي لا يحمله الحمض النووي لأولئك الذين لا يحملون المرض. يشار إلى هذه الأنماط الجزيئية الفريدة في الحمض النووي باسم تعدد الأشكال ، أو الواسمات. [4]

تتمثل الخطوات الأولى لبناء الخريطة الجينية في تطوير العلامات الجينية ورسم الخرائط. كلما اقتربت علاماتان على الكروموسوم ، زادت احتمالية انتقالهما إلى الجيل التالي معًا. لذلك ، يمكن استخدام أنماط "الفصل المشترك" لجميع العلامات لإعادة بناء ترتيبها. مع وضع هذا في الاعتبار ، يتم تسجيل الأنماط الجينية لكل علامة جينية لكل من الوالدين وكل فرد في الأجيال التالية. تعتمد جودة الخرائط الجينية إلى حد كبير على هذه العوامل: عدد العلامات الجينية على الخريطة وحجم سكان الخرائط. العاملان مترابطان ، حيث يمكن أن يزيد عدد سكان الخرائط الأكبر من "دقة" الخريطة ويمنع الخريطة من "التشبع".

في رسم الخرائط الجينية ، يمكن استخدام أي ميزة تسلسل يمكن تمييزها بأمانة عن الوالدين كعلامة جينية. في هذا الصدد ، يتم تمثيل الجينات ب "سمات" يمكن تمييزها بأمانة بين الوالدين. يتم حساب ارتباطها بالواسمات الجينية الأخرى بنفس الطريقة كما لو كانت علامات شائعة ، ثم يتم وضع مواضع الجينات الفعلية بين قوسين في منطقة بين أقرب واسمتين متجاورتين. ثم يتم تكرار العملية برمتها من خلال النظر إلى المزيد من العلامات التي تستهدف تلك المنطقة لرسم خريطة لجوار الجين بدقة أعلى حتى يمكن تحديد موضع مسبب محدد. غالبًا ما يشار إلى هذه العملية باسم "الاستنساخ الموضعي" ، وتستخدم على نطاق واسع في دراسة الأنواع النباتية. أحد الأنواع النباتية ، على وجه الخصوص الذي يستخدم فيه الاستنساخ الموضعي ، هو الذرة. [5] الميزة الكبرى لرسم الخرائط الجينية هي أنه يمكن تحديد الموضع النسبي للجينات بناءً على تأثيرها المظهري فقط.

يعد رسم الخرائط الجينية طريقة لتحديد الكروموسوم الذي يحتوي على أي جين بالضبط وتحديد مكان وجود هذا الجين على هذا الكروموسوم المحدد. يعمل رسم الخرائط أيضًا كطريقة في تحديد الجين الذي من المرجح أن يتم إعادة اتحاده بناءً على المسافة بين جينين. تُقاس المسافة بين جينين بوحدات تُعرف باسم السنتيمورجان. السنتيمورجان هي المسافة بين الجينات التي يكون فيها ناتج واحد من الانقسام الاختزالي في المائة مؤتلفًا. كلما كان الجينان الآخران من بعضهما البعض ، زاد احتمال إعادة اتحادهما. إذا كانت أقرب ، فسيحدث العكس. [ بحاجة لمصدر ]

تعديل الخرائط المادية

نظرًا لأن مسافات زوج الأساس الفعلي يصعب عمومًا أو يستحيل قياسها بشكل مباشر ، فإن الخرائط المادية يتم إنشاؤها فعليًا عن طريق تحطيم الجينوم أولاً إلى قطع أصغر بشكل هرمي. من خلال وصف كل قطعة مفردة وإعادة تجميعها معًا ، فإن المسار المتداخل أو "مسار التبليط" لهذه الأجزاء الصغيرة سيسمح للباحثين باستنتاج المسافات المادية بين السمات الجينومية. يمكن تحقيق تجزئة الجينوم عن طريق قطع إنزيم التقييد أو عن طريق تحطيم الجينوم جسديًا عن طريق عمليات مثل صوتنة. بمجرد القطع ، يتم فصل شظايا الحمض النووي عن طريق الرحلان الكهربائي. [6] يتم استخدام النمط الناتج لهجرة الحمض النووي (أي بصمة الإصبع الجينية) لتحديد امتداد الحمض النووي الموجود في الاستنساخ. من خلال تحليل بصمات الأصابع ، يتم تجميع contigs بوسائل آلية (FPC) أو يدوية (Pathfinders) في امتدادات متداخلة للحمض النووي. الآن يمكن إجراء اختيار جيد للنسخ المستنسخة لتسلسل الحيوانات المستنسخة بكفاءة لتحديد تسلسل الحمض النووي للكائن الحي قيد الدراسة.

في رسم الخرائط المادية ، لا توجد طرق مباشرة لترميز جين معين لأن التعيين لا يتضمن أي معلومات تتعلق بالسمات والوظائف. يمكن ربط العلامات الجينية بخريطة مادية من خلال عمليات مثل التهجين في الموقع. من خلال هذا النهج ، يمكن "تثبيت" كونتيجات الخريطة المادية على الخريطة الجينية. يمكن بعد ذلك ترتيب الحيوانات المستنسخة المستخدمة في كونتيجس الخريطة المادية على نطاق محلي للمساعدة في تصميم علامة وراثية جديدة وتحديد الموقع المسبب.

التضيق الكبير هو نوع من الخرائط الفيزيائية حيث يتم هضم الحمض النووي ذو الوزن الجزيئي المرتفع باستخدام إنزيم تقييد له عدد قليل من مواقع التقييد.

هناك طرق بديلة لتحديد كيفية تداخل الحمض النووي في مجموعة من الحيوانات المستنسخة دون إجراء تسلسل كامل للنسخ المستنسخة. بمجرد تحديد الخريطة ، يمكن استخدام الحيوانات المستنسخة كمورد لاحتواء مساحات كبيرة من الجينوم بكفاءة. هذا النوع من الخرائط أكثر دقة من الخرائط الجينية.

رسم خرائط المواقع الطفرية داخل تحرير الجينات

في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، كان الرأي السائد هو أن الجينات في الكروموسوم هي كيانات منفصلة ، غير قابلة للتجزئة عن طريق إعادة التركيب الجيني وترتيبها مثل الخرز على سلسلة. خلال الفترة من 1955 إلى 1959 ، أجرى Benzer تجارب إعادة التركيب الجيني باستخدام طفرات rII من البكتيريا T4. وجد أنه ، على أساس اختبارات إعادة التركيب ، يمكن تعيين مواقع الطفرات بترتيب خطي. [7] [8] قدمت هذه النتيجة دليلاً على الفكرة الرئيسية القائلة بأن الجين له بنية خطية مكافئة لطول الحمض النووي مع العديد من المواقع التي يمكن أن تتحور بشكل مستقل.

في عام 1961 ، أجرى فرانسيس كريك وليزلي بارنيت وسيدني برينر وريتشارد واتس توبين تجارب جينية أظهرت الطبيعة الأساسية للشفرة الجينية للبروتينات. [9] هذه التجارب ، التي تضمنت رسم خرائط للمواقع الطفرية داخل جين rIIB لعاثيات البكتيريا T4 ، أظهرت أن ثلاث قواعد نووية متتابعة من الحمض النووي للجين تحدد كل حمض أميني متتالي من البروتين المشفر. وهكذا تبين أن الكود الجيني هو رمز ثلاثي ، حيث يحدد كل ثلاثة توائم (يسمى كودون) حمض أميني معين. حصلوا أيضًا على دليل على أن الكودونات لا تتداخل مع بعضها البعض في تسلسل الحمض النووي الذي يشفر بروتينًا ، وأن مثل هذا التسلسل يُقرأ من نقطة بداية ثابتة.

إدغار وآخرون. [10] تم إجراء تجارب رسم الخرائط مع طفرات r الخاصة بالعاثيات T4 والتي توضح أن ترددات إعادة التركيب بين طفرات rII ليست مضافة بشكل صارم. عادة ما يكون تردد إعادة التركيب من تقاطع اثنين من طفرات rII (a x d) أقل من مجموع ترددات إعادة التركيب للفترات الفرعية الداخلية المجاورة (a x b) + (b x c) + (c x d). على الرغم من أنها ليست مضافة بشكل صارم ، فقد تم إثبات وجود علاقة منهجية [11] والتي من المحتمل أن تعكس الآلية الجزيئية الأساسية لإعادة التركيب الجيني.

تحرير تسلسل الجينوم

يُشار أحيانًا إلى تسلسل الجينوم عن طريق الخطأ باسم "رسم خرائط الجينوم" من قِبل غير علماء الأحياء. تشبه عملية "تسلسل البندقية" [12] عملية رسم الخرائط المادية: فهي تحطم الجينوم إلى أجزاء صغيرة ، وتميز كل جزء ، ثم تعيد تجميعها معًا (أحدث تقنيات التسلسل مختلفة اختلافًا جذريًا). في حين أن النطاق والغرض والعملية مختلفان تمامًا ، يمكن النظر إلى تجميع الجينوم على أنه الشكل "النهائي" للخريطة المادية ، من حيث أنه يوفر بطريقة أفضل بكثير جميع المعلومات التي يمكن أن تقدمها الخريطة المادية التقليدية.

عادة ما يكون تحديد الجينات هو الخطوة الأولى في فهم جينوم أنواع خرائط الجين وعادة ما يكون الخطوة الأولى لتحديد الجين. عادة ما يكون رسم الخرائط الجينية نقطة البداية للعديد من الدراسات النهائية المهمة.

تعديل ارتباط المرض

يشار أيضًا إلى عملية تحديد العنصر الجيني المسؤول عن المرض باسم "رسم الخرائط". إذا كان المكان الذي يتم فيه إجراء البحث مقيدًا بالفعل إلى حد كبير ، يُطلق على البحث اسم رسم الخرائط الدقيقة من الجين. هذه المعلومات مستمدة من التحقيق في مظاهر المرض في العائلات الكبيرة (الارتباط الجيني) أو من دراسات الارتباط الجيني القائمة على السكان.


رمزية الارتباط

العلاقات العامة vg
---- X -----
العلاقات العامة + vg +

نظرًا لأن الإناث (المتجانسات) فقط يمكن أن يكون لديهن كروموسومات X ، فإن ارتباط الجينات الموجودة على الكروموسوم X تتم دراسته بشكل مختلف عن الجينات الصبغية.
تنتج الإناث فقط الأمشاج المؤتلفة فيما يتعلق بالجينات المرتبطة بالكروموسوم X.
سيكون للذكور من هؤلاء الإناث (hemizygous للجينات المرتبطة بـ X) أنماط ظاهرية تعكس الأمشاج الأنثوية.
توضح خرائط الارتباط العلاقة الفيزيائية بين الجينات على نفس الكروموسوم.
يمكن التعبير عن النسبة المئوية للمواد المؤتلفة من أليلات اثنين من الجينات كخريطة جينية.
تعتمد الخرائط الجينية على العبور العشوائي بين الكروماتيدات عند الانقسام الاختزالي والارتباط بين تردد إعادة التركيب والمسافة بين الجينات على الكروموسوم.
إحدى وحدات الخرائط الجينية (أو السنتيمورجان بعد توماس هانت مورغان أول عالم وراثة ذبابة الفاكهة) هي المسافة التي يكون فيها تردد إعادة التركيب 0.01 أو 1٪.

يمكن استخدام إعادة التركيب بين الجينات المرتبطة لتحديد المسافة بينهما على الكروموسوم.
تُعرَّف وحدة التعيين (وحدة خريطة واحدة: 1 متر مكعب) على أنها تردد مؤتلف بنسبة 1 بالمائة.
الموقع على الخريطة (والكروموسوم) حيث يوجد الجين هو الجين المكان (صيغة الجمع هي الموقع).

على العكس من ذلك ، بالنظر إلى المسافة الجينية ، يمكن التنبؤ بتكرار فئات النسل.
من pr vg / pr + vg + الإناث المتقاطعة إلى الذكور vg / pr vg ، سيكون 5.5 ٪ من النسل عبارة عن مؤتلف أرجواني و 5.5 ٪ سيكون مؤتلفًا أثريًا لإجمالي 11 ٪ من إجمالي المؤتلف.

ثلاث نقاط اختبار الصليب

ع cv + ct + 580
v + cv ct 592
v cv ct + 45
v + cv + ct 40
الخامس cv ct 89
v + cv + ct + 94
v cv + ct 3
v + cv ct + 5

لاحظ أن ذرية التقاطع المزدوج يجب أن تكون متضمنة في مجاميع المؤتلف بين كلا الجينين.
التقاطع المزدوج هو الأكثر ندرة ويمكن استخدامه لمعرفة ترتيب الجينات عند مقارنتها بالأبوين.
يؤدي إلى خريطة وراثية لذبابة الفاكهة والطماطم.

التشوش
يحدث تقاطعات مزدوجة. هذه ليست دائما مستقلة.
التداخل هو الظاهرة التي تصف تأثير العبور بين زوج واحد من الجينات والمنطقة المجاورة.
ال معامل الصدفة (c.o.c.) هو التكرار الملحوظ لمعاشات الارتباط المزدوجة مقسومًا على التكرار المتوقع لمعاشات الارتباط المزدوجة.

التدخل يساوي 1- c.o.c.

1. حساب ترددات recombinat لكل زوج من الجينات
v-cv = 18.5٪
السيرة الذاتية قيراط = 6.4٪
ct-v = 13.2٪
2. تمثيل علاقات الربط في خريطة الربط

3. تحديد فئات المؤتلف المزدوج
4. احسب تكرار وعدد المؤتلفات المزدوجة المتوقعة
التردد المتوقع = 0.132 × 0.064 = 0.0084
العدد المتوقع = 0.0084 × 1448 = 12
احسب التداخل
التردد المرصود للمعاشات المزدوجة = 8
التكرار المتوقع للمواد المؤتلفة المزدوجة = 12

التداخل (I) = 1- (8/12) = 0.33 أو 33٪

رسم الخرائط باستخدام الواسمات الجزيئية
الواسمات الجزيئية هي اختلافات في الحمض النووي تختلف باختلاف السكان التي يمكن من خلالها تحليل الكروموسومات.
هذا يسمح برسم الخرائط الجزيئية للكروموسومات.

استخدام تعدد الأشكال طول جزء التقييد في رسم الخرائط
تقطع إنزيمات التقييد الحمض النووي في تسلسلات معينة.
If the restriction sequence is present on some chromosomes but not others due to a nucleotide polymorphism (a normally variable site).
In Southern Analysis, this gives restriction fragment length polymorphism (RFLP).

أو two bands (1 and 2 kb pieces).

Use of polymorphism of variable number tandem repeats (VNTRs) can be used in mapping in a manner similar to the RFLP analysis.
Correlating molecular mapping with gene mapping to construct chromosome maps.
Linkage mapping by recombination in humans has lead to mapping the chromosomes.


Basic Concepts

Different forms of the same gene, called alleles , are present on matching, or homologous, chromosomes in similar positions, or loci. For instance, in Gregor Mendel's experiments with peas, green and yellow are two alleles for pod color. In a heterozygote, which has both alleles, the two alleles occupy the same loci on homologous chromosomes. Similarly, round and wrinkled are alleles for seed texture. In the pea, these two genes—pod color and seed texture𠅊re on different pairs of homologs and are therefore not linked. متي الأمشاج form in double heterozygotes (for example, a green/yellow–round/wrinkled plant), these genes assort independently, because the two chromosomes that bear them assort independently. وبالتالي، الانقسام الاختزالي will create equal numbers of green-round, green-wrinkled, yellow-round, and yellow-wrinkled gametes. Mating between double heterozygotes (called a dihybrid cross) will give a characteristic ratio of the different possible plant types.

However, if the two traits were located close to one another on the same chromosome—in other words, if they were linked—the observed ratio will be quite different from that seen for unlinked traits. Allele combinations that began together (for instance, round-green) will tend to stay together, and the offspring will show a skewed ratio reflecting the original combinations.

Despite being on the same chromosome, the round and green alleles could become separated during meiosis by crossing over, a form of genetic recombination. During crossing over, homologous chromosomes exchange segments. This could allow the yellow allele to switch places with the green allele and lead to a round-yellow gamete. If the loci for the two genes are very close, crossing over is unlikely to separate alleles, whereas if they are far apart, crossing over is much more likely to separate them. Therefore, the frequency of crossing over is related to the physical distance between the loci for the two genes.

The particular combination of alleles on the homologous chromosomes in the dihybrid parent (for example, round-green) is known as linkage phase. Separation of this combination by crossing over is said to be a change in phase. The two alleles of a particular gene are said to be markers for that site of the chromosome.


Using Cross Over Frequencies to Map Genes

Alfred H. Sturtevant hypothesized that the frequency at which linked genes become unlinked (recombination frequencies calculated from experiments similar to the one in this figure) could be used to determine the distances between genes on a chromosome. He predicted that the farther apart two genes were on a particular chromosome, the higher the probability that crossing over would occur between them, and subsequently, a higher recombination frequency would be observed.


Figure. Calculating Recombination Frequencies. (اضغط على الصورة للتكبير)

By considering a chromosome a linear sequence of genes, Sturtevant assigned each gene he was studying in fruit fly crosses a position on the chromosome using recombination frequencies. This figure illustrates one of Sturtevant's genetic maps, where three genes that are linked to each other (body color (b), wing size (vg) and an eye color gene called cinnabar (cn)) are positioned based on recombination frequencies observed in test crosses. This type of genetic map is called a خريطة الربط because it portrays the sequence of genes along a chromosome, but it does not give the precise location of the genes. To determine the distance between two genes, Sturtevant divided the number of gametes with recombinant chromosomes by the total number of gametes observed. In the figure above, the recombination frequency between cn and b is 9%, and the recombination frequency between cn and vg is 9.5%. Therefore, crossovers between cn and b, and between cn and vg, are about half as frequent as crossovers between b and vg (17%). A map that places cn between b and vg (approximately half-way) is consistent with these observations. Sturtevant expressed the distance between genes in map units. By definition, one map unit (1 m.u.) is equivalent to a 1% recombination frequency. In honor of Morgan, one map unit, or a 1% frequency, is also called one centimorgan (cM).


Figure. (اضغط على الصورة للتكبير)

Thus, using crossover data, Sturtevant and his coworkers mapped other ذبابة الفاكهة genes in linear arrays at particular genetic locations. This figure depicts an abbreviated genetic map of chromosome II in ذبابة الفاكهة.

As with many rules, there are exceptions. If genes on the same chromosome are far apart, crossovers between them can occur frequently and these genes can have a maximum recombination frequency of 50%. These genes would appear to assort independently and may mistakenly be thought to exist on different chromosomes because they are so far apart on their chromosome that linkage is not observed in genetic crosses. These genes are mapped by adding the recombination frequencies from crosses involving intermediate genes, and by determining the approximate distance of each gene from the intermediates.


Figure. Genetic Map of Chromosome II in Drosophila. (اضغط على الصورة للتكبير)


شاهد الفيديو: الخرائط الجينية (شهر نوفمبر 2022).