Сентиморган

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 различается между мужчинами и женщинами, поскольку рекомбинация при образовании гамет у женщин происходит значительно чаще, чем у мужчин. 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 частоту 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. Принимая во внимание функцию отображения Холдейна , одноименно разработанную Дж.Б.С. Холдейном , число хромосомных кроссинговеров распределяется в соответствии с распределением Пуассона : ^[4] генетическое расстояние d сантиморганов приведет к нечетному числу хромосомных кроссинговеров и, следовательно, к обнаруживаемой генетической рекомбинации с вероятностью

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

{}=\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:

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.

См. также

Скорость мутации

Ссылки

^ Управление исследований редких заболеваний. «Термины и определения» . Национальные институты здравоохранения . Архивировано из оригинала 17 июля 2012 г.
^ 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.
^ Король, 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 .
^ Хелмс, Тед (2000). «Функция отображения Холдейна» . Департамент наук о растениях, Государственный университет Северной Дакоты. Архивировано из оригинала 21 марта 2012 г.
^ Холдейн, JBS (1919). «Сочетание значений сцепления и расчет расстояний между локусами связанных факторов». Журнал генетики . 8 : 299–309. Предлагается называть единицу расстояния в хромосоме, как она определена 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 .

[1] Управление исследований редких заболеваний. «Термины и определения» . Национальные институты здравоохранения . 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] Король, 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, как она определена выше, «морганом» по аналогии с омом, вольтом и т. д. Таким образом, единицей расстояния Моргана является сантиморган. (стр. 305)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]