Kompletní propojení - Complete linkage

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Complete linkge“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Březen 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

v genetika, kompletní propojení je definován jako stav, ve kterém dva loci jsou tak blízko u sebe, že alely z těchto lokusů nejsou prakticky nikdy odděleny překračující. Čím blíže je fyzické umístění dvou genů na DNA, tím méně je pravděpodobné, že budou odděleny událostí křížení. V případě muže Drosophila existuje úplná absence rekombinantních typů v důsledku absence křížení. To znamená, že všechny geny, které začínají na jediném chromozomu, skončí na stejném chromozomu v jejich původní konfiguraci. Při absenci rekombinace se očekávají pouze rodičovské fenotypy.^[1]

Vazba

Sesterské chromozomy s rekombinantní DNA

Genetická vazba je tendence alel, které jsou umístěny těsně vedle sebe na chromozomu, být společně zděděny během procesu redukční dělení buněk v pohlavně se množících organismech. Během procesu meiózy se homologické chromozomy párují a mohou si vyměňovat odpovídající části DNA. Výsledkem je, že geny, které byly původně na stejném chromozomu, mohou skončit na různých chromozomech. Tento proces je znám jako genetická rekombinace. Rychlost rekombinace dvou diskrétních lokusů odpovídá jejich fyzické blízkosti. Alely, které jsou blíže k sobě, mají nižší míru rekombinace než ty, které jsou umístěny daleko od sebe. Vzdálenost mezi dvěma alelami na chromozomu lze určit výpočtem procenta nebo rekombinací mezi dvěma lokusy. Tyto pravděpodobnosti rekombinace lze použít ke konstrukci a vazební mapa nebo grafické znázornění vzájemného umístění genů a genů. Pokud je vazba dokončena, neměly by existovat žádné rekombinační události, které oddělují dvě alely, a proto by u potomků měla být pozorována pouze rodičovská kombinace alel. Spojení mezi dvěma lokusy může mít významné důsledky, pokud jde o dědičnost určitých typů nemocí.^[2]

Genové mapy nebo QTL (Mapy kvalitativních znaků) lze vyrobit pomocí dvou samostatných metod. Jeden způsob využívá frekvenci markerových alel a porovnává je s jedinci vybranými ze dvou ocasů distribuce znaků. Toto se nazývá přístup založený na vlastnostech a striktně používá fenotypové informace pouze k výběru jednotlivců pro vzorek. Druhý přístup se nazývá přístup Marker-Base (MB) a při výběru vzorků využívá jak rozdíl ve frekvencích alel markerů, tak fenotypové hodnoty každého genotypu markeru.^[3]

(Kliknutím sem zobrazíte další informace o mapách propojení [1] )

Rekombinace během meiózy

V diploidních eukaryotických buňkách může během procesu meiózy dojít k rekombinaci. Homologické chromozomy se během meiózy párují, než se nakonec rozštěpí, což vede ke vzniku dvou haploidních dceřiných buněk, každá s jednou kopií každého chromozomu. Zatímco homologní chromozomy jsou seřazené, mohou si volně vyměňovat odpovídající segmenty své vlastní DNA s částí jejich homologu. To má za následek chromozomy, které nesou mateřskou i otcovskou DNA. Díky rekombinaci mají dceřiné buňky největší množství genetické rozmanitosti.^[4]

(Kliknutím sem zobrazíte videonávod vysvětlující genetickou rekombinaci)

Metody analýzy

Hierarchické shlukování

Dendrogram více klastrů

Jeden mocný nástroj pro interpretaci a grafy propojení datových sad se nazývá Hierarchické shlukování. Clustering organizuje věci do skupin na základě podobnosti. V případě vazby se podobnost rovná fyzické blízkosti na chromozomu. Hierarchické shlukování je přístup zdola nahoru ke klastrové analýze, ve kterém jsou dva nejbližší datové body seskupeny dohromady a jsou považovány za jeden datový bod pro pozdější shlukování. V hierarchickém klastru s úplným propojením se tento proces kombinování datových bodů do klastrů s rostoucí velikostí opakuje do celého data jako součást jednoho klastru.^[5] Výsledný diagram z hierarchické shlukové analýzy se nazývá a dendrogram, ve kterém jsou data vnořena do závorek zvyšující se odlišnosti. Dva běžné problémy s hierarchickým klastrováním zahrnují určení konkrétní vzdálenosti „podobnosti“ mezi dvěma datovými body, aby se vytvořily smysluplné asociace mezi datovými body, a také to, jak sloučit datové body způsobem, který bude užitečný pro další shlukování, jakmile budou byly považovány za podobné. Byl navržen algoritmus křížového seskupování s automatickým odhadem počtu klastrů, který pomáhá vyřešit některé z těchto problémů. Jemným doladěním očekávaného počtu klastrů je minimalizována možnost přidružení dvou nesouvisejících klastrů.^[6] Podle tohoto typu analýzy opět jeden výsledný klastr znamená úplné propojení, protože všechny datové body jsou v rozsahu přiřazené podobnosti.

(Kliknutím sem zobrazíte interaktivní ukázku hierarchického klastrování)

Dějiny

Thomas Hunt Morgan

Myšlenku genetické vazby poprvé objevili britští genetici William Bateson, Edith Rebecca Saunders a Reginald Punnett. Thomas Hunt Morgan rozšířil myšlenku propojení poté, co si všiml, že v některých případech se pozorovaná míra událostí křížení lišila od očekávané rychlosti událostí křížení. Přisuzoval snížené rychlosti rekombinace menší prostorové separaci genů na chromozomu; Hypotéza, že geny, které jsou více umístěny na chromozomu, budou mít nižší míru rekombinace než ty, které jsou od sebe vzdáleny dále.^[7] Jednotkou měření popisující vzdálenost mezi dvěma spojenými geny je Centimorgan, a je pojmenována podle Thomase Hunta Morgana. Centimorgan je ekvivalentní procentu rekombinace. dva lokusy s 2% frekvencí rekombinace jsou umístěny 2 centimorgany od sebe.^[8]

${ displaystyle { text {frekvence rekombinace}} = { frac { text {Number Recombinant Progeny}} { text {Total Number Progeny}}} krát 100 \%}$^[9]

Používá ve výzkumu

Ekonomické výhody

Schopnost určit vazbu mezi geny může mít také velké ekonomické výhody. Učení o propojení vlastností v cukrové třtině vedlo k produktivnějšímu a lukrativnějšímu růstu plodiny. Cukrová třtina je udržitelná plodina, která je jedním z ekonomicky nejschopnějších obnovitelných zdrojů energie. QTL analýza cukrové třtiny byla použita ke konstrukci vazebné mapy, která identifikovala genové shluky a byla významně spojena loci které lze použít k předpovědi reakce na plísňové infekce u konkrétní linie cukrové třtiny.^[10]

Lékařské výhody

Mapování vazeb může být také užitečné při určování vzorů dědičnosti vlastností, jako je psychologická nemoc. Propojovací studie panická porucha a úzkostné poruchy ukázaly oblasti zájmu na specifických chromozomech. Chromozomy 4q21 a 7p jsou považovány za silné kandidátské oblasti pro loci paniky a úzkosti spojené s úzkostí. Znalost konkrétního umístění těchto lokusů a jejich pravděpodobnosti společného zdědění na základě jejich vazby může poskytnout vhled do toho, jak se tyto poruchy dědí a proč se u pacientů často vyskytují společně.^[11]

Reference