Məlumat

Krossover Dəyər və Genetik Xəritəçəkmə

Krossover Dəyər və Genetik Xəritəçəkmə


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.

Dərsliyimdə və yoxladığım əksər mənbələrdə deyilir ki, eukariotlarda rekombinasiya tezliyi bizə lokusların yeri haqqında bilik verir. Tədqiq etdiyimiz genlər arasındakı məsafə ilə rekombinasiya tezliyi arasındakı birbaşa əlaqəni başa düşə bilmirəm. Fərz edək ki, rekombinant gamet tezliyi 35% civarındadır, niyə bu o deməkdir ki, bu genlər xromosomun əks uclarında yerləşəcək? Bütün krossover hadisələri bir xromosomda bir qırılma ilə baş verirmi? Mən keçid mexanizmini bir az araşdırdım və iki qırılmanın baş verdiyi və əldə edilən DNT parçasının köçürülmüş kimi göründüyü diaqramları gördüm, baxmayaraq ki, bu, mənim başa düşməyim üçün bir qədər mürəkkəb idi. Mexanizmin daha aydın və qısa izahı üçün bir keçidiniz varsa, çox təqdir ediləcəkdir! Əgər bu çox sadə sualdırsa, mənim məlumatsızlığımı bağışlayın, mən sadəcə orta məktəb şagirdiyəm.


Axmaq bir misal olaraq:

Tutaq ki, quldurların və oğruların olduğunu bildiyiniz bir yolda gedirsiniz. Siz səyahətinizi tez bitirmək istəyirsiniz və yolda çox az vaxt sərf edirsiniz, çünki yolda nə qədər çox vaxt keçirsəniz, oğurlanmağınız və pulunuzu əlindən alma ehtimalı bir o qədər yüksəkdir. Bir gün ətrafda daha çox oğru varsa, yenə də yolda mümkün qədər az vaxt keçirmək istəyirsən, sadəcə olaraq risk daha yüksəkdir.

Bu məntiqdən istifadə edərək, daha sonra iki şəhər arasında səyahət edərkən oğrular tərəfindən qarət olunma ehtimalınızla yolda nə qədər uzaq olduğunu anlamağa cəhd edə bilərsiniz.

Sadəcə “yol” yerinə “xromosom”, “oğrular tərəfindən qarət edilmiş” üçün “krossover” yazmaq kifayətdir. Siz iki lokusun nə qədər uzaq olduğunu, onlar arasında krossover olma ehtimalı ilə ölçə bilərsiniz.

Bu, başqa cür düşünməyə kömək edə bilər. Çoxsaylı krossoverlərin qarşısını alan heç nə yoxdur, lakin daha çox krossoverin olması məsafənin artması ilə doyurur. Budur, əlaqə haqqında düşünə biləcəyiniz bir süjet (mən bunu indicə yaratdım, riyazi cəhətdən dəqiq deyil, yalnız sadə nöqtəni nümayiş etdirmək üçün):

Şəkil 1.

Əsasən, iki lokus nə qədər yaxındırsa, onların arasında keçidin olma ehtimalı bir o qədər azdır. Beləliklə, ikisi (A, B) üçüncü (C) uzaqda olduqda yaxın olan üç yeri müqayisə etsəniz, bir neçə AxB krossoveri/rekombinantı, lakin çoxlu AxC və AxB krossoverləri/rekombinantları görəcəksiniz. Bunun səbəbi, krossoverlərin ehtimalının genomda kifayət qədər vahid olmasıdır. Nə qədər çox məsafə, krossover üçün bir o qədər çox imkan.

Başqa bir çaşdırıcı xüsusiyyət ondan ibarətdir ki, rekombinantların maksimum sayı (adətən) 50% təşkil edir, çünki bu nöqtədə iki lokus müstəqil şəkildə çeşidlənir, məs. tamamilə əlaqəsiz və fərqli xromosomlarda olduqları kimi davranırlar. Bununla belə, iki lokus "əlaqəsiz" ola bilər və hələ də eyni xromosomda ola bilər, onlar bir-birindən olduqca uzaqdırlar.

Bu, həqiqətən çoxlu krossoverlər tərəfindən dəyişdirilmir. Eyni "lokuslar daha uzaqda" --> "lokuslar arasında daha zəif əlaqə" prinsipi, bir xromosomda nə qədər krossover baş verməsindən asılı olmayaraq eynidir. Daha çox krossover sadəcə xəritənin "genişləndiyi" deməkdir, çünki hər bir xromosom başına daha az krossoverdən daha zəif bağlıdır.

Yeniləmə: Bu, "eyni xromosom" və "müxtəlif xromosomlar" dedikdə nəyi nəzərdə tutduğumuz barədə çox konkret olmağa kömək edə bilər. Rekombinasiya, fərqli molekullar olsa belə, "eyni xromosom" sayıla bilən iki molekul arasında baş verir. Biz onları “homoloji xromosomlar” adlandırırıq, çünki onlar qoşalaşır və yenidən birləşirlər. Digər tərəfdən, insan hüceyrələrindəki 23 xromosomdan bəhs edərkən, bunlar "fərqli xromosomlardır", lakin əslində 23 xromosomdur. cütlər homolog xromosomlardan ibarətdir, buna görə də cəmi 46 xromosom molekulu var ki, onlar 23 homoloji cütdə düzülə bilər. Hər bir cüt üçün hər bir valideyndən ("ata" və anadan") birini alırıq.

Rekombinasiya yalnız homoloji xromosomlar arasında baş verir.

Beləliklə, rekombinasiya baş verdikdə, lokus başqa bir xromosoma keçmir. O, "eyni" xromosomda qalır, sadəcə eyni xromosomun fərqli bir versiyasıdır. Bu şəkilə baxın (Şəkil 2):

Şəkil 2.

Siz bir xromosomu hansısa xətti qaydada lokuslar toplusu kimi düşünə bilərsiniz. Bu tənzimləmə homoloji cütün hər bir xromosomu üçün eyni (və ya bizim məqsədlərimiz üçün kifayət qədər yaxın) olacaqdır. Fərqli ola bilər versiyaları cütün hər bir xromosomunda olan lokusun. Biz bu müxtəlif versiyaları "alellər" adlandırırıq, Şəkil 2-də A yeri üçün "A" və "a" və ya B lokusu üçün "B"/"b" kimi etiketlənir. Beləliklə, biz AB və ab növləri ilə başlayırıq, lakin rekombinasiya baş verərsə onda biz Ab və aB növlərini müşahidə edərdik. Lokuslar xromosomlar arasında hərəkət etmirdilər, sadəcə allellər mübadiləsi aparırdılar.

Lokusların necə "parçalanması" baxımından onları eyni uzunluqda iki zəncir kimi düşünün. Rekombinasiya baş verdikdə, hər zəncirin bir halqasını kəsir, parçaları dəyişdirir və zəncirlərə yenidən qoşulursunuz. Şəkil 3-ə baxın:

Şəkil 3. tək rekombinant: rekombinant əldə etmək üçün x = 1.0 koordinatında ana və ata xromosomları arasında tək rekombinasiya hadisəsi baş verdi. İkiqat rekombinant: iki rekombinasiya hadisəsi baş verir, x = 0,8 və x = 1,0


İki əsas sual var: (a) rekombinasiya tezliyinin genləri ayıran məsafədən asılılığı və (b) bütün krossover hadisələri bir xromosomda bir qırılma ilə baş verirmi?

Bir az kontekst verək. Gametogenezdə xromosom krossoveri profilaktika I-də hər tetradda baş verir. Tetradlar müəyyən bir kompleks (sinaptonemal kompleks) ilə qoşalaşmış bir cüt homoloji xromosomdan ibarətdir. Belə kompleks bir xromosomun olmasına imkan verir çox yaxın digərinə. Bu yaxınlıq, bacı olmayan xromatidlər və bacı xromatidlər arasında xromosom krossoverinin baş verməsinə imkan verir. Bu mübadilə təsadüfi xarakter daşıyır və potensial olaraq xromatidlərin istənilən yerində baş verə bilər və ümumi bir yerdə iki xromatidin qırılması ilə başlayır, buna görə də hər hadisə üçün iki fasilə var (sual b). Demək lazımdır ki, hər tetradda ümumiyyətlə çoxlu xromosom krossover hadisələri var.

Xromosom krossoverləri potensial olaraq hər hansı bir yerdə baş verə bilsə də, bu cür hadisələrin baş vermə ehtimalı iki geni ayıran məsafə ilə mütənasibdir, bu da genlərin böyük bir məsafədə (biri p-qolunda, digəri isə) ayrıldığını göstərir. q-qolu, məsələn) var böyük ehtimalla bir-birinə daha yaxın olan hər hansı bir gen cütündən fərqli olaraq bölünür. The klassik izahat ondan ibarətdir ki, genlər bir-birinə yaxın olduqda xiazmatanın əmələ gəlməsinə fiziki maneələr var ki, qonşu genlər arasında xromosom keçidləri əlverişsizgenlər uzaqda olduqda xiazmatanın əmələ gəlməsi belə fiziki maneələrdən məhrumdur və buna görə də daha əlverişlidir (sual a).

biol-2022/2019/image_4mn5maW46g.png">Bu cavabı təkmilləşdirinredaktə olunub 31 may 2020, saat 18:58cavab verdi 31 may 2020, saat 17:59Luis SierraLuis Sierra2941 gümüş nişan6 bürünc nişan

24.6: Genetik Xəritəçəkmə

  • Todd Nickle və Isabelle Barrette-Ng tərəfindən töhfə
  • Mount Royal Universitetində və Kalqari Universitetində professorlar (Biologiya).

İki lokus arasındakı rekombinasiya tezliyi (50%-ə qədər) onlar arasındakı xromosom məsafəsi ilə təqribən mütənasib olduğundan, bir xromosom boyunca və nəhayət, bütün genomda bütün lokusların genetik xəritələrini yaratmaq üçün rekombinasiya tezliklərindən istifadə edə bilərik. Genetik məsafənin vahidləri deyilir xəritə vahidləri (mu) və ya centiMorgans (cM), şərəfinə Thomas Hunt Morgan tələbəsi tərəfindən, Alfred Sturtevantkonsepsiyasını hazırlayan. Genetiklər müntəzəm olaraq rekombinasiya tezliklərini cM-ə çevirirlər: faizlə rekombinasiya tezliyi təxminən cM-də xəritə məsafəsi ilə eynidir. Məsələn, əgər iki lokusun rekombinasiya tezliyi 25% varsa, onlar deyilir

Xromosomda bir-birindən 25cM (Şəkil (PageIndex<9>)). Qeyd: bu yaxınlaşma kiçik məsafələr üçün yaxşı işləyir (RF<30%), lakin daha uzun məsafələrdə tədricən uğursuz olur, çünki RF maksimuma 50% çatır. Bəzi xromosomlar >100 sm uzunluqdadır, lakin uclarındakı lokuslar yalnız 50% RF-ə malikdir. Bu uzun xromosomların xəritələşdirilməsi üsulu aşağıda göstərilmişdir.

Nəzərə alın ki, təkcə iki lokusun xəritə məsafəsi bizə bu lokusların xromosomdakı sentromerlər və ya telomerlər kimi digər xüsusiyyətlərə nisbətən oriyentasiyası haqqında heç nə demir.

Şəkil (PageIndex<9>): A və B arasında 25% rekombinasiya tezliyinə uyğun gələn iki genetik xəritə. Sentromerin yerini qeyd edin. (Orijinal-Deyholos-CC:AN)

Xəritə məsafələri həmişə bir anda bir cüt lokus üçün hesablanır. Bununla belə, çoxsaylı cüt-cüt hesablamaların nəticələrini birləşdirərək, a genetik xəritə xromosomda çoxlu lokus yarana bilər (Şəkil (PageIndex<10>)). Genetik xəritə hər hansı iki yeri ayıran xəritə məsafəsini cM-də və bu lokusların bütün digər xəritələnmiş lokuslara nisbətən mövqeyini göstərir. Genetik xəritə məsafəsi fiziki məsafəyə, yəni iki lokus arasındakı DNT miqdarına təxminən mütənasibdir. Məsələn, in Ərəbidopsis, 1.0 cM təxminən 150.000bp-ə uyğundur və təxminən 50 gen ehtiva edir. cM-də DNT əsaslarının dəqiq sayı orqanizmdən və xromosomdakı xüsusi mövqedən asılıdır, xromosomların bəzi hissələri (&ldqucrossover qaynar nöqtələr&rdquo) digərlərinə nisbətən daha yüksək rekombinasiya sürətinə malikdir, digər bölgələrdə isə kəsişmə azalıb və çox vaxt uyğundur. heterokromatinin böyük bölgələri.

Şəkil (PageIndex<10>): İki güvə növündən olan iki xromosomun bölgələri üçün genetik xəritələr, Bombyx. Soldakı şkala cM ilə məsafəni göstərir və hər bir xromosomda müxtəlif lokusların mövqeyi göstərilir. Müxtəlif xromosomlarda lokusları birləşdirən diaqonal xətlər müxtəlif növlərdə müvafiq lokusların vəziyyətini göstərir. Bu bölgələr adlanır qorunmuş sinteniya. (NCBI-NIH-PD)

Yeni bir gen və ya lokusu mutasiya və ya polimorfizmlə müəyyən etdikdə, onun xromosomdakı təxmini mövqeyi əvvəlcədən xəritələnmiş genlərlə kəsişməklə və sonra rekombinasiya tezliyini hesablamaqla müəyyən edilə bilər. Yeni gen və əvvəllər xəritələnmiş genlər tam və ya qismən əlaqə göstərirsə, rekombinasiya tezliyi yeni genin genetik xəritə daxilində təxmini mövqeyini göstərəcəkdir. Bu məlumat adlanan bir proses vasitəsilə yeni geni kodlayan DNT-nin xüsusi fraqmentini təcrid etmək (yəni klonlaşdırmaq) üçün faydalıdır. xəritəyə əsaslanan klonlama.

Genetik xəritələr həmçinin bitkilərin və heyvanların yetişdirilməsində gen/alelləri izləmək, növlər arasında təkamül əlaqələrini öyrənmək və bəzi insan xəstəliklərinin səbəblərini və fərdi həssaslığını müəyyən etmək üçün faydalıdır.

Şəkil (PageIndex<11>): İki lokus arasında ikiqat krossover valideyn genotipləri olan gametlər yaradacaq. (Orijinal-Deyholos-CC:AN)

Genetik xəritələr bir xromosom boyunca lokusların sırasını göstərmək üçün faydalıdır, lakin məsafələr yalnız təxminidir. Rekombinasiya tezliyi ilə faktiki xromosom məsafəsi arasındakı əlaqə uzun məsafələrə nisbətən qısa məsafələr (aşağı RF dəyərləri) üçün daha dəqiqdir. İki nisbətən uzaq marker arasında müşahidə olunan rekombinasiya tezlikləri baş verən krossoverlərin faktiki sayını düzgün qiymətləndirməyə meyllidir. Bunun səbəbi, lokuslar arasındakı məsafə artdıqca, lokuslar arasında ikinci (və ya daha çox) kəsişmə ehtimalının artmasıdır. Bu, genetiklər üçün problemdir, çünki tədqiq olunan lokuslara gəldikdə, bunlar ikiqat krossoverlər heç bir rekombinasiya hadisəsi baş verməmiş kimi eyni genotiplərə malik gametlər əmələ gətirir (Şəkil (PageIndex<11>)) &ndash onların valideyn genotipləri var. Beləliklə, ikili krossover valideyn növü kimi görünəcək və iki (və ya daha çox) krossoverə malik olmasına baxmayaraq, rekombinant sayılmayacaq. Genetiklər bəzən çoxsaylı krossoverlərin mümkünlüyünü nəzərə almaq üçün böyük rekombinasiya tezliklərini tənzimləmək üçün xüsusi riyazi düsturlardan istifadə edəcəklər və beləliklə, iki lokus arasındakı faktiki məsafənin daha yaxşı qiymətləndirilməsini əldə edəcəklər.


Crossing Over: Mənası, Mexanizmi və Önəmi | Genetika

Bu yazıda biz aşağıdakıları müzakirə edəcəyik:- 1. Krossing Overin mənası 2. Crossing Over xüsusiyyəti 3. Crossing Over və Chiasma formalaşması arasında əlaqə 4. Molekulyar mexanizm 5. Növlər 6. Təsir edən amillər 7. Sitoloji sübut 8. Əhəmiyyət.

  1. Kəsişmənin mənası
  2. Crossing Over xüsusiyyəti
  3. Crossing Over və Chiasma Formation arasında əlaqə
  4. Krossinq-overin molekulyar mexanizmi
  5. Crossing Over növləri
  6. Krossing Over təsir edən amillər
  7. Crossing Over Sitoloji sübutu
  8. Crossing Over-in əhəmiyyəti

1. Kəsişmənin mənası:

Krossing-over meyotik profilaktika (paxiten) zamanı homolog xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında hissələrin mübadiləsinə aiddir. Başqa sözlə, krossinq-over dəqiq nöqtədə qırılma və birləşməni ehtiva edən qeyri-qardaş xromatidlər arasında genetik materialın mübadiləsi nəticəsində baş verir. Krossinq-over termini ilk dəfə 1912-ci ildə Morgan və Cattell tərəfindən istifadə edilmişdir.

2. Crossing Over xüsusiyyəti:

Kəsişmənin əsas xüsusiyyətləri aşağıda verilmişdir:

1. Krossinq over meyotik profilaktika zamanı, yəni pakiten zamanı baş verir. Hər bir cüt xromosomda o zaman dörd xromatid var.

2. Qardaş olmayan xromatidlər arasında krossinq-over baş verir. Beləliklə, iki homolog xromosomun hər birindən bir xromatid keçiddə iştirak edir.

3. Krossinq-overin dörd zəncirli mərhələdə baş verdiyi hamılıqla qəbul edilir.

4. Hər kəsişmə iki homolog xromosomun dörd xromatidindən yalnız ikisini əhatə edir. Bununla belə, ikiqat və ya çoxlu keçid dörd xromatidin dörd, üç və ya ikisini əhatə edə bilər ki, bu da çox nadirdir.

5. Crossing over, əlaqəli genlər arasında yenidən birləşmələrə və ya yeni birləşmələrə gətirib çıxarır. Krossover ümumiyyətlə iki rekombinant tip və ya krossover tip və iki ana tip və ya qeyri-krossover tip verir.

6. Krossing over ümumiyyətlə bərabər seqmentlərin və ya genlərin mübadiləsinə gətirib çıxarır və rekombinasiya həmişə qarşılıqlıdır. Bununla belə, qeyri-bərabər keçid də bildirilir.

7. Krossover və ya rekombinantların dəyəri 0-50% arasında dəyişə bilər.

8. Rekombinantların tezliyi test çarpaz nəsildən işlənib hazırlana bilər. Rekombinantların ümumi populyasiyaya nisbəti (rekombinantlar + valideyn tipləri) kimi ifadə edilir. Beləliklə,

İki ipin kəsişməsi, somatik kəsişmə, bacı telinin kəsişməsi və qeyri-bərabər keçid halları da məlumdur. Bununla belə, belə halların tezliyi son dərəcə aşağıdır, yəni fraksiyalarla. Krossinq bir neçə aspektdə əlaqədən fərqlənir (Cədvəl 9.1).

Chiasma və Crossing Over:

Meyotik profilaktika zamanı homoloji xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında seqmentlərin mübadiləsi nöqtəsinə xiazma (plevral xiasmata) deyilir. Bunun keçidin baş verdiyi yer olduğu düşünülür. Xiazma ilk dəfə 1909-cu ildə Janssens tərəfindən kəşf edilmişdir. Vəziyyətindən asılı olaraq, xiazma iki növdür, yəni terminal və interstisial.

Xiazma qoşalaşan xromatidlərin sonunda yerləşdikdə terminal xiazma kimi tanınır və bacı olmayan xromatidlərin orta hissəsində yerləşdikdə isə interstisial xiazma adlanır. Daha sonra interstisial xiazma xiazmaterminalizasiya prosesi ilə terminal vəziyyətinə keçir.

Xromatidlərin uzunluğundan asılı olaraq hər bivalentdə xizmanın sayı birdən birə qədər dəyişə bilər. İki xiasmata meydana gəldikdə, onlar iki, üç və ya dörd xromatidi əhatə edə bilər.

Chiasma Terminalizasiyası:

Xiazmanın sentromerdən uzaqlaşaraq tetradların sonuna doğru hərəkətinə terminallaşma deyilir. Hər hansı bir mərhələdə və ya zamanda terminallaşdırılan xiazmatların ümumi sayı terminallaşma əmsalı kimi tanınır. Ümumiyyətlə, xiazma terminalizasiyası diploten və metafaza I arasında baş verir.

Xiasma terminalizasiyasının mexanizmini izah etmək üçün üç nəzəriyyə var, yəni:

1. Elektrostatik fərziyyə,

3. Elastik xromosom itələmə nəzəriyyəsi.

Bunlar aşağıda qısaca müzakirə olunur:

i. Elektrostatik hipotez:

Bu fərziyyəyə görə, terminallaşma sentromerdə lokallaşdırılmış itələmə qüvvəsi və diploten mərhələsində xromosom səthində ümumiləşdirilmiş itələmə qüvvəsi hesabına baş verir.

ii. Bükülmə hipotezi:

Bu fərziyyəyə görə, terminallaşma xromosomda qıvrımlar səbəbindən inkişaf edən mexaniki gərginliklə baş verir. Beləliklə, gərginlik qüvvəsi mübadilə nöqtəsində xromatidləri bağlayan qüvvədən daha böyük olur və nəticədə terminallaşma baş verir.

iii. Elastik xromosom itkisi:

Bu nəzəriyyəyə görə, müəyyən bir formaya malik olan bütün cisimlər onların formalarının dəyişməsinə səbəb olan istənilən dəyişikliyə müqavimət göstərirlər. Xiasma xromosomu bağlama qüvvəsi ilə formadan çıxarmağa məcbur edir. Bu, xiazmanın terminallaşması ilə nəticələnən mübadilə nöqtəsində itələmənin inkişafına gətirib çıxarır.

3. Crossing Over və Chiasma Formation arasında əlaqə:

Krossinq-over və xiazmanın formalaşması arasındakı əlaqəni izah etmək üçün iki əsas nəzəriyyə var, yəni 1. klassik nəzəriyyə və 2. xiazma tip nəzəriyyəsi.

Bunlar aşağıda qısaca təsvir edilmişdir:

i. Klassik nəzəriyyə:

Bu nəzəriyyə deyir ki, əvvəlcə xiazma əmələ gəlir, sonra isə keçid baş verir. Genetik keçid, xiazmanın meydana gətirdiyi fiziki gərginlik nəticəsində baş verir. Xiasma meyozun diploten mərhələsində əmələ gəlir və diploten ilə anafaza arasında keçid baş verir.

Bu halda, xiazma və krossinq-over arasında 1:1 nisbəti müşahidə edilmir, çünki xiazma qırılmaya və sonradan genetik keçidə səbəb olmaya bilər.

ii. Chiasma Növü Nəzəriyyəsi:

Bu nəzəriyyə Lanssens tərəfindən irəli sürülmüş və daha sonra Belling və Darlington tərəfindən işlənmişdir. Bu nəzəriyyəyə görə əvvəlcə krossinqover baş verir, sonra isə xiazma əmələ gəlir. Krossinqover bəzən erkən meiotik mərhələlərdə, bəlkə də homoloji xromatidlərin yaxından qoşalaşdığı pakitendə baş verir.

Meyotik hüceyrə metafaza və reduksiya bölünməsinə doğru hərəkət etdikcə, keçidin baş verdiyi yerdə xiazma əmələ gəlir. Beləliklə, bu nəzəriyyəyə görə, hər bir xiazma bir genetik çarpazı təmsil edir. Bu nəzəriyyə hal-hazırda genetik keçid və sitoloji müşahidə olunan xiazma arasında əlaqə üçün ən çox qəbul edilən izahat olaraq qalır.

4. Krossinqoverin Molekulyar Mexanizmi:

İki mühüm nəzəriyyə var, yəni:

2. Kəsişmə mexanizmini izah etmək üçün qırılma və birləşmə nəzəriyyəsi.

Bunlar aşağıda qısaca təqdim olunur:

i. Kopya seçimi nəzəriyyəsi:

Bu nəzəriyyə Bellinq tərəfindən irəli sürülmüşdür. Bu nəzəriyyə bütün rekombinant bölmənin və ya hissənin yeni sintez edilmiş bölmədən yarandığını bildirir.Qardaş olmayan xromatidlər yaxın təmasda olduqda bir-birinin bəzi hissəsini kopyalayır və nəticədə rekombinasiya olur. Bu nəzəriyyəyə görə, əvvəlcədən əmələ gələn xromatidlərin fiziki mübadiləsi baş vermir.

Qardaş olmayan xromatidlər cütləşmə zamanı birləşdikdə bir-birinin bir hissəsini kopyalayır. Beləliklə, rekombinant xromosom və ya xromatidlərdə bir xromatidin bəzi allelləri və digərlərinin bəziləri var. Məlumat bir zəncirlə və ya hər iki iplə kopyalana bilər. Yalnız bir zəncir nüsxəsi alındıqda, qarşılıqlı olmayan rekombinant istehsal olunur.

Kopyalama prosesi hər iki xromosom zəncirini əhatə edərsə, qarşılıqlı rekombinantlar istehsal olunur. Tutaq ki, iki xromosom var, yəni AB və ab. Onların xromatidləri sıx təmasda olduqda bir-birini kopyalayır və valideyn birləşmələri ilə yanaşı Ab və aB yenidən birləşmələri ilə nəticələnir (Şəkil 9.1).

Bu nəzəriyyənin iki etirazı var:

1. Bu nəzəriyyəyə görə sitoloji müşahidə edildiyi halda qırılma və birləşmə baş vermir.

2. Ümumiyyətlə krossinqover DNT replikasiyasından sonra baş verir, lakin burada eyni zamanda baş verir.

ii. Qırılma və birləşmə nəzəriyyəsi:

Bu nəzəriyyə, krossinqin bacı olmayan xromatidlərin qırılması və yenidən birləşməsi nəticəsində baş verdiyini bildirir. Rekombinantlarda mövcud olan valideyn xromosomlarının iki seqmenti valideyn xromosomlarında fiziki qırılmalar nəticəsində sınıq seqmentlərin sonrakı mübadiləsi ilə yaranır (Şəkil 9.2).

Qırılma, pakiten mərhələsində hər bir xromosomda qoşalaşmış homoloji xromosomların və xromatidlərin ayrılması nəticəsində yaranan mexaniki gərginliklər nəticəsində baş verir. Qardaş olmayan xromatidlərin qırıq ucları birləşərək xiazmata əmələ gətirir və nəticədə krossinq olur.

Müdaxilə termini Müller tərəfindən yaradılmışdır ki, bu da bir krossoverin qonşu regionda digər krossoverin şansını azaltmaq meylinə istinad edir. Müdaxilə xromosomdakı gen məsafəsindən təsirlənir. Gen məsafəsi nə qədər azdırsa, müdaxilə də o qədər böyükdür və əksinə. Ümumiyyətlə, xromosomun bir bölgəsində keçidin ikinci bölgədəki keçidi yoxlaya biləcəyi müşahidə olunur.

Bəzən bir bölgədə rekombinasiyanın olması digər qonşu bölgədə rekombinasiya şansını artırır. Buna mənfi müdaxilə deyilir. Bu tip vəziyyət bəzi aşağı orqanizmlərdə, məsələn, Aspergillus və bakteriofaqlarda müşahidə edilmişdir.

Müdaxilə əmsalı aşağıdakı kimi qiymətləndirilir:

Müdaxilə əmsalı (%) = 1 – Təsadüf əmsalı x 100

Müsbət və mənfi müdaxilə bir-birindən üç əsas aspektdə fərqlənir (Cədvəl 9.2).

Bu termin həm də müdaxilənin gücünü və ya dərəcəsini izah etmək üçün Müller tərəfindən icad edilmişdir. Təsadüf əmsalı müşahidə edilən ikiqat krossoverlərin gözlənilən ikiqat krossoverlərə faiz nisbətidir. Təsadüf nə qədər çox olarsa, müdaxilə də o qədər az olar və əksinə. Beləliklə,

Təsadüf əmsalı müdaxilənin intensivliyinin ölçüsüdür, çünki onun müdaxilə ilə mənfi əlaqəsi var. Təsadüf əmsalının qiyməti müsbət müdaxilə üçün 1-dən kiçik, mənfi müdaxilə üçün 1-dən böyük, müdaxilənin olmaması üçün 1 və tam və ya mütləq müdaxilə üçün sıfırdır.

Xromosom Xəritəçəkmə:

Xromosom xəritəsi xromosomda mövcud olan müxtəlif genləri və onların arasında rekombinasiya tezliyini təsvir edən xətt diaqramına aiddir. Bu cür xəritələr genetik xəritələr və ya əlaqə xəritələri kimi də tanınır. Xromosomlarda genlərin təyin edilməsi prosesi xromosom xəritələşdirilməsi kimi tanınır.

Xromosomların xəritələşdirilməsi üç nöqtəli test çarpazının köməyi ilə həyata keçirilir. Üç nöqtəli test xaçı trihibridin çarpazıdır (F1 üç gendə fərqlənən) homozigot resessiv valideyni ilə.

Üç nöqtəli test çarpazı iki vacib aspekt haqqında faydalı məlumat verir, yəni:

(1) Genlərin ardıcıllığı haqqında və

(2) Genlər arasında rekombinasiya tezlikləri haqqında. Bu məlumat xromosomların xəritələşdirilməsi üçün vacibdir.

İştirak edən xiazmatanın sayından asılı olaraq, keçid üç növ ola bilər, yəni, aşağıda göstərildiyi kimi tək, ikiqat və çoxlu:

i. Tək keçid:

Bu, homoloji xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında vahid xiazmanın meydana gəlməsinə aiddir. Belə krossover dörd xromatiddən yalnız ikisini əhatə edir.

ii. İkiqat keçid:

Bu, homoloji xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında iki xiazmatanın meydana gəlməsinə aiddir. Cüt krossoverlər ya iki, ya da üç və ya dörd ipin hamısını əhatə edə bilər. Bu üç vəziyyətdə rekombinantların və valideyn tiplərinin nisbəti müvafiq olaraq 2:2:3:1 və 4:0 olaraq müşahidə olunur.

iii. Çoxsaylı Keçid:

Homoloji xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında ikidən çox krossoverin olması çoxlu krossinqover adlanır. Bu cür keçidlərin tezliyi çox azdır.

6. Crossing Over-ə təsir edən amillər:

Kəsişmə tezliyi aşağıda qısaca müzakirə olunan bir neçə amildən təsirlənir:

Genlər arasındakı məsafə keçidin tezliyinə təsir göstərir. Genlər arasındakı məsafə nə qədər çox olarsa, keçid şansı o qədər yüksəkdir və əksinə.

Ümumiyyətlə dişi drozofilada yaş irəlilədikcə krossinq-over azalır.

Drosophila-da keçid sürəti 22 ° C-dən yuxarı və aşağı temperaturda artır.

Cinslərə görə keçid sürəti də fərqlidir. Drosophila erkək və dişi ipək güvəsində keçid yoxdur.

Qidada kalsium və maqnezium kimi metal ionlarının olması Drosophilada rekombinasiyanın azalmasına səbəb olub. Bununla belə, bu cür kimyəvi maddələrin pəhrizdən çıxarılması keçid sürətini artırdı.

Alkilləşdirici maddələr kimi mutagen kimyəvi maddələrlə müalicə Drosophila dişilərində keçid tezliyini artırdığı aşkar edilmişdir.

X-şüaları və qamma şüaları ilə şüalanmanın Drosophila dişilərində keçid tezliyini artırdığı aşkar edilmişdir.

viii. Struktur dəyişiklikləri:

Struktur xromosom dəyişiklikləri, xüsusən də inversiyalar və translokasiyalar bu cür dəyişikliklərin iştirak etdiyi xromosomlarda keçid tezliyini azaldır.

Ümumiyyətlə sentromere bitişik olan genlər kəsişmə tezliyini azaldır.

Bəzi növlərdə sitoplazmatik genlər də keçidin azalmasına səbəb olur. Məsələn, mirvari darısında Tifton kişi steril sitoplazması.

7. Crossing Over-in Sitoloji sübutu:

Genetik keçidi dəstəkləyən ilk sitoloji sübut 1931-ci ildə Drosophila ilə apardığı təcrübələr əsasında Kurt Stern tərəfindən təqdim edilmişdir. O, tədqiqatlarında sitoloji markerlərdən istifadə edirdi. O, bir X-xromosomunun iki seqmentə bölündüyü dişi milçək seçdi.

Bu iki seqmentdən biri özünü X xromosomu kimi aparırdı. Digər X-xromosomun bir ucunda Y-xromosomunun kiçik bir hissəsi var idi. Beləliklə, qadında hər iki X-xromosom fərqli morfologiyaya malikdir və mikroskop altında asanlıqla müəyyən edilə bilər. Dişi milçəkdə qırılan X-xromosomunda göz rəngi üçün bir mutant allel (qərənfil) və çubuq göz forması üçün başqa bir dominant allel (B) var idi.

Y xromosomunun bir hissəsi olan digər X-xromosomunda normal göz rəngi (qırmızı göz) və normal göz forması (oval göz) üçün allellər var idi. Beləliklə, qadının fenotipi qadağan edildi. Belə dişilərin xaçını erkək qərənfillə (avtomobil+) düzəldirdilər.

Dişi milçəklərin keçidi nəticəsində dörd növ gamet əmələ gətirir, yəni iki ana tip və ya krossover olmayan tiplər (avtomobil B və ++) və iki rekombinant tip və ya krossover tipləri (avtomobil+ və B+).

Erkək milçəklər yalnız iki növ gamet (avtomobil + və Y) əmələ gətirir, çünki keçid Drosophila erkəklərində baş vermir. Dörd növ qadın gametləri ilə iki növ kişi gametlərinin təsadüfi birləşməsi bərabər sayda kişi və dişi istehsal edəcək, dörd qadın və dörd kişi olacaqdır (Şəkil 9.4).

Stern mikroskop altında rekombinant növlərin xromosomlarını, yəni qırmızı çubuq və qərənfil normalını araşdırdı. O, qərənfillərin normal dişilərində hər iki X xromosomunun bərabər uzunluqda olduğunu müşahidə etdi. Qırmızı çubuq milçəklərində bir X-xromosomu normal, digəri isə parçalanmışdı.

Parçalanmış X-xromosomu da Y-xromosomunun bir hissəsini birləşdirmişdi. Qırmızı zolaqda belə xromosom birləşməsi yalnız homoloji xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında seqmentlərin mübadiləsi yolu ilə mümkündür. Bu, genetik krossinqoverin sitoloji krossinqoverin nəticəsi olduğunu sübut etdi. Qarğıdalıda sitoloji keçidin oxşar sübutu Creighton və McClintock tərəfindən verilmişdir.

8. Crossing Over-in əhəmiyyəti:

Krossinq üç əsas yolla faydalıdır, yəni:

(1) Dəyişkənliyin yaradılması,

(2) Xromosomlarda genlərin yerləşdirilməsi və

(3) Aşağıda göstərildiyi kimi əlaqə xəritələrinin hazırlanması:

i. Dəyişkənliyin yaradılması:

Krossing over rekombinasiyaya və ya yeni birləşməyə gətirib çıxarır və beləliklə, seçim yolu ilə genotiplərin təkmilləşdirilməsi üçün vacib olan dəyişkənliyin yaradılması üçün potensial genetik mexanizmdir.

Crossing over, xromosomlarda genləri tapmaq üçün faydalı bir vasitədir.

Krossing over xromosom xəritələrinin və ya əlaqə xəritələrinin hazırlanmasında mühüm rol oynayır. Bu əlaqə xəritələrinin hazırlanması üçün tələb olunan rekombinasiyanın tezliyi və genlərin ardıcıllığı haqqında məlumat verir.


13.1 Xromosom nəzəriyyəsi və genetik əlaqələr

Bu bölmədə siz aşağıdakı sualı araşdıracaqsınız:

AP ® Kursları üçün əlaqə

1900-cü illərin əvvəllərində Sutton və Boveri tərəfindən müstəqil olaraq təklif edilən İrsiyyətin Xromosom Nəzəriyyəsi xromosomların genetik irsiyyət vasitəsi olduğunu bildirir. Kəşf etdiyimiz kimi, irsiyyət nümunələri Mendelin təsəvvür edə biləcəyindən daha mürəkkəbdir. Mendel genlərin davranışını araşdırırdı. O, müxtəlif xromosomlarda və ya eyni xromosomda bir-birindən çox uzaqda olan genlər tərəfindən kodlanmış əlamətləri seçməkdə şanslı idi. Genlər eyni xromosomda əlaqəli olduqda və ya bir-birinə yaxın olduqda, seqreqasiya və müstəqil çeşidləmə nümunələri dəyişir. 1913-cü ildə Sturtevant rekombinasiya tezliyini qiymətləndirmək və meyoz zamanı aralarındakı krossoverlərin orta sayına əsaslanaraq xromosomda əlaqəli genlərin nisbi mövqelərini və məsafələrini çıxarmaq üçün bir üsul hazırladı.

Bu bölmədə təqdim olunan məzmun AP ® Biologiya Kurikulum Çərçivəsinin Böyük İdeya 3-də qeyd olunan Təlim Məqsədlərini dəstəkləyir. AP ® Öyrənmə Məqsədləri əsas bilik məzmununu yeddi Elm Təcrübəsindən biri və ya daha çoxu ilə birləşdirir. Bu məqsədlər sorğuya əsaslanan laboratoriya təcrübələri, təlimat fəaliyyətləri və AP ® imtahan sualları ilə birlikdə AP ® Biologiya kursu üçün şəffaf təməl təmin edir.

Böyük İdeya 3 Canlı sistemlər həyat prosesləri üçün vacib olan məlumatları saxlayır, alır, ötürür və onlara cavab verir.
Davamlı Anlaşma 3.A İrsi məlumatlar həyatın davamlılığını təmin edir.
Əsas Bilik 3.A.2 Eukariotlarda irsi məlumatlar hüceyrə dövrü və mitoz və ya meioz və mayalanma daxil olan proseslər vasitəsilə növbəti nəslə ötürülür.
Elm Təcrübəsi 7.1 Şagird hadisələri və modelləri məkan və zaman miqyasında birləşdirə bilər.
Öyrənmə Məqsədi 3.10 Şagird meioz və təkamül üçün zəruri olan artan genetik müxtəliflik arasındakı əlaqəni təmsil edə bilir.
Əsas Bilik 3.A.3 İrsiyyətin xromosom əsası genlərin valideyndən nəslə keçməsi (ötürülməsi) modelini başa düşməyə imkan verir.
Elm Təcrübəsi 1.1 Tələbə bu sahədə təbii və ya texnogen hadisələrin və sistemlərin təsvirlərini və modellərini yarada bilər.
Elm Təcrübəsi 7.2 Tələbə davamlı anlayışlar və/və ya böyük ideyalar daxilində və/yaxud ümumiləşdirmək və ya ekstrapolyasiya etmək üçün domen(lər) daxilində və daxilində anlayışları birləşdirə bilər.
Öyrənmə Məqsədi 3.12 Şagird meyoz prosesini əlamətlərin valideyndən nəslə keçməsi ilə əlaqələndirən bir təsvir qurmağı bacarır.

Müəllim Dəstəyi

Bu video kimi vizuallardan istifadə edərək genetik əlaqəni təqdim edin.

Tələbələr qarğıdalı genetikası haqqında bu araşdırma məqaləsində oxuya bilərlər.

Tələbələr bu məqalədə əlaqəli genlər və Mendelin işi haqqında oxuya bilərlər.

Şagirdlərə aşağıdakı fəaliyyət vərəqindən istifadə edərək genlərin bağlı olduğu və onların müxtəlif xromosomlarda olduğu miras ssenariləri üzərində işləməsini istəyin.

Bu fəaliyyət üçün müəllim hazırlığı qeydləri burada mövcuddur.

Elm Təcrübəsi Çağırış Sualları bu bölmə üçün AP imtahanına hazırlaşmağınıza kömək edəcək əlavə test suallarını ehtiva edir. Bu suallar aşağıdakı standartlara cavab verir:
[APLO 3.2][APLO 3.11][APLO 3.14][APLO 3.15][APLO 3.28][APLO 3.26][APLO 3.17][APLO 4.22]

Xromosomlar mikroskop altında görünməzdən çox əvvəl, müasir genetikanın atası Qreqor Mendel 1843-cü ildə irsiyyəti öyrənməyə başladı. 1800-cü illərin sonlarında mikroskopik texnikanın təkmilləşdirilməsi ilə hüceyrə bioloqları hüceyrəaltı strukturları boyalarla rəngləndirə və vizuallaşdıra və onların hərəkətlərini müşahidə edə bildilər. hüceyrə bölünməsi və meioz. Hər bir mitotik bölünmə ilə xromosomlar təkrarlanır, amorf (sabit forma olmayan) nüvə kütləsindən fərqli X formalı cisimlərə (eyni bacı xromatidlərin cütləri) kondensasiya olunur və ayrı hüceyrə qütblərinə köçürlər.

İrsiyyətin Xromosom Nəzəriyyəsi

Xromosomların irsiyyəti başa düşmək üçün açar ola biləcəyinə dair fərziyyə bir neçə elm adamını Mendelin nəşrlərini araşdırmaq və onun modelini mitoz və meioz zamanı xromosomların davranışı baxımından yenidən qiymətləndirməyə gətirib çıxardı. 1902-ci ildə Teodor Boveri müşahidə etdi ki, xromosomlar mövcud olmadıqda dəniz kirpilərinin düzgün embrion inkişafı baş vermir. Elə həmin il Walter Sutton meioz zamanı xromosomların qız hüceyrələrə ayrılmasını müşahidə etdi (Şəkil 13.2). Birlikdə, bu müşahidələr xromosomları Mendel irsiyyətindən məsul olan genetik material kimi müəyyən edən Xromosom Varislik Nəzəriyyəsinin inkişafına səbəb oldu.

İrsiyyətin Xromosom Nəzəriyyəsi Mendelin qanunlarına uyğun idi və aşağıdakı müşahidələrlə dəstəkləndi:

  • Meyoz zamanı homolog xromosom cütləri digər xromosom cütlərindən müstəqil olan diskret strukturlar kimi miqrasiya edirlər.
  • Hər bir homoloji cütdən xromosomların preqametlərə çeşidlənməsi təsadüfi görünür.
  • Hər bir valideyn xromosom tamamlayıcısının yalnız yarısını ehtiva edən gametləri sintez edir.
  • Kişi və qadın gametləri (sperma və yumurta) ölçü və morfologiya baxımından fərqli olsalar da, eyni sayda xromosomlara malikdirlər və bu, hər bir valideyndən bərabər genetik töhfələr olduğunu göstərir.
  • Gametik xromosomlar mayalanma zamanı birləşərək valideynləri ilə eyni xromosom sayına malik nəsillər əmələ gətirir.

Meyoz zamanı xromosomların davranışı ilə Mendelin mücərrəd qanunları arasında güclü korrelyasiyaya baxmayaraq, xromosomların irsiyyət nəzəriyyəsi xromosomlarda əlamətlərin daşındığına dair birbaşa sübutların mövcudluğundan çox əvvəl təklif edilmişdir. Tənqidçilər qeyd etdilər ki, fərdlər xromosomlara malik olduğundan daha çox müstəqil şəkildə ayrılan xüsusiyyətlərə malikdirlər. Yalnız bir neçə il meyvə milçəyi ilə xaç keçirdikdən sonra, Drosophila melanogasterThomas Hunt Morgan irsiyyətin xromosom nəzəriyyəsini dəstəkləmək üçün eksperimental sübutlar təqdim etdi.

Genetik əlaqə və məsafələr

Mendelin işi xüsusiyyətlərin bir-birindən asılı olmayaraq miras alındığını irəli sürdü. Morgan, ayırıcı əlamət ilə X xromosomu arasında 1:1 uyğunluğu müəyyən etdi və bu, xromosomların təsadüfi seqreqasiyasının Mendel modelinin fiziki əsası olduğunu irəli sürdü. Bu, eyni zamanda əlaqəli genlərin Mendelin proqnozlaşdırılan nəticələrini pozduğunu nümayiş etdirdi. Hər bir xromosomun bir-biri ilə əlaqəli bir çox gen daşıya bilməsi, fərdlərin xromosomlardan daha çox xüsusiyyətlərə sahib ola biləcəyini izah edir. Bununla belə, Morqanın laboratoriyasındakı tədqiqatçıların müşahidələri eyni xromosomda yerləşən allellərin həmişə birlikdə miras alınmadığını irəli sürdü. Meyoz zamanı bir-birinə bağlı genlər birtəhər ayrıldı.

Homoloji rekombinasiya

1909-cu ildə Frans Janssen meyozun birinci bölünməsindən əvvəl xromatidlərin bir-biri ilə təmasda olduğu və seqmentləri mübadilə edə biləcəyi nöqtə olan xiazmatanı müşahidə etdi. O, allellərin əlaqəsiz qalmasını və xromosomların fiziki olaraq seqmentləri mübadiləsini təklif etdi. Xromosomlar kondensasiya olunduqca və öz homoloqları ilə qoşalaşdıqca, onlar fərqli nöqtələrdə qarşılıqlı təsir göstərdilər. Janssen bu nöqtələrin xromosom seqmentlərinin mübadilə edildiyi bölgələrə uyğun olduğunu irəli sürdü. İndi məlumdur ki, sinapsis kimi tanınan homoloji xromosomlar arasındakı cütləşmə və qarşılıqlı əlaqə, qız hüceyrələrini ayırmaq üçün miqrasiya üçün homologları təşkil etməkdən daha çox şey edir. Sinaps edildikdə, homolog xromosomlar homoloji rekombinasiya adlanan prosesdə qollarında qarşılıqlı fiziki mübadilələrə məruz qalırlar və ya daha sadə desək, “kəsişmə”.

Tədqiqatçıların bu zaman əldə etdikləri eksperimental nəticələrin növünü daha yaxşı başa düşmək üçün eyni xromosomda iki gen üçün dominant ana allellərini miras almış heterozigot fərdləri nəzərdən keçirin (məsələn, AB) və eyni genlər üçün iki resessiv ata alleli (məsələn ab). Əgər genlər bir-birinə bağlıdırsa, bu fərdin hər ikisi də olan gametlər istehsal etməsi gözlənilir AB və ya ab 1:1 nisbəti ilə. Əgər genlər əlaqəsizdirsə, fərd istehsal etməlidir AB, Ab, aB, və ab müstəqil çeşidin Mendel konsepsiyasına uyğun olaraq bərabər tezlikli gametlər. Yeni allel birləşmələrinə uyğun olduqları üçün Ab və aB genotipləri meioz zamanı homoloji rekombinasiya nəticəsində yaranan qeyri-parental tiplərdir. Valideyn növləri valideynləri ilə eyni allel birləşməni nümayiş etdirən nəsillərdir. Morqan və onun həmkarları belə heterozigot fərdlərin sınaqdan keçirildiyi zaman homozigot resessiv valideynə keçdiyini müəyyən etdilər.AaBb × aabb), həm valideyn, həm də valideyn olmayan hallar baş verib. Məsələn, hər ikisi olan 950 nəsil bərpa edilə bilər AaBb və ya aabb, lakin ya olan 50 nəsil də alınacaq Aabb və ya aaBb. Bu nəticələr əlaqənin daha tez-tez baş verdiyini, lakin nəslin əhəmiyyətli azlığının rekombinasiyanın məhsulu olduğunu göstərir.

Vizual əlaqə

  1. Bəli, proqnozlaşdırılan nəsil tezlikləri 0\% ilə 100\% arasında dəyişir
  2. Xeyr, proqnozlaşdırılan nəsil tezlikləri 30% -dən yüksək ola bilməz.
  3. Bəli, proqnozlaşdırılan nəsil tezlikləri 0\% ilə 60\% arasında dəyişir.
  4. Xeyr, proqnozlaşdırılan nəsil tezlikləri 0\% ilə 50\% arasında dəyişir.

AP® Kursları üçün Elm Təcrübə Əlaqəsi

Bu haqda düşünün

F-nin iştirak etdiyi sınaq xaç1 dihibrid milçəklər rekombinant tipli nəsillərə nisbətən daha çox valideyn tipli nəsillər əmələ gətirir. Bu müşahidə olunan nəticələri necə izah edə bilərsiniz?

Müəllim Dəstəyi

Sual Öyrənmə Məqsədi 3.12 və Elm Təcrübələri 1.1 və 7.2 və Öyrənmə Məqsədi 3.10 və Elm Təcrübəsi 7.1 tətbiqidir, çünki tələbələr meyozun öz növbəsində genetik dəyişkənliyi olan gametlərlə necə nəticələnə biləcəyini izah edirlər, bu gametlər nəsillərdə variasiya təqdim edə bilər.

Cavab verin

Dihibrid çarpazda araşdırılan genlər bir-birinə bağlı olduğundan daha çox valideyn tipli nəsillər istehsal olunur. Lokusları bir-birinə daha yaxın olan genlərin xromosomal keçid nəticəsində meyoz zamanı fərqli xromatidlərə ayrılma ehtimalı azdır. Buna görə də, valideyn fenotipi ilə rekombinant fenotipdən daha çox nəsil olacaq.

Əlaqədar genlər haqqında daha çox məlumatı aşağıdakı mənbələrdən əldə etmək olar:

AP® Kursları üçün Gündəlik Bağlantı

Xərçəng üçün genetik markerlər

Alimlər insan genomunda xəstəliklərə səbəb olan bir çox genin yerini tapmaq üçün genetik əlaqədən istifadə ediblər. Onlar ailələrin nəsilləri üzrə əlamətlərin miras qalmasını izləməklə və genetik “markerlər” qrupları arasında rekombinasiyanı ölçən əlaqə xəritələri yaratmaqla xəstəlik genlərini tapırlar. İki BRCA geni, döş və yumurtalıq xərçənginə səbəb ola biləcək mutasiyalar, genetik xəritələşdirmə ilə kəşf edilən ilk genlərdən bəziləri idi. Bu xərçənglərin ailə tarixçəsi olan qadınlar indi bu genlərdən birinin və ya hər ikisinin mutasiya olub olmadığını müəyyən etmək üçün yoxlanıla bilər. Əgər belədirsə, onlar döşlərinin və yumurtalıqlarının cərrahi yolla çıxarılmasını seçə bilərlər. Bu, onların sonrakı həyatlarında xərçəngə tutulma şanslarını azaldır. Aktrisa Anceliya Coli 2014-cü ildə və 2015-ci ildə həkimlər onun mutasiyaya uğramış BRCA1 geni daşıdığını aşkar etdikdən sonra əməliyyata qərar verərkən bunu ictimaiyyətin diqqətinə çatdırıb.

  1. Temperamentdən məsul olan genlər müəyyən üz xüsusiyyətlərinə cavabdeh olan genlərlə eyni xromosomdadır.
  2. Tək bir gen həm temperamenti, həm də çənə ölçüsü kimi müəyyən üz xüsusiyyətlərini kodlayır.
  3. Yumşaq temperamentdən məsul olan genlər yalnız sevimli üzü kodlayan genlər də mövcud olduqda ifadə edilir.
  4. Temperamenti kodlayan genlərin məhsulları üz xüsusiyyətlərini kodlayan genlərin məhsulları ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.

Genetik xəritələr

Janssenin keçidi nümayiş etdirəcək texnologiyası yox idi, buna görə də geniş şəkildə qəbul olunmayan mücərrəd bir fikir olaraq qaldı. Elm adamları xiasmatanın sinapsisdə bir variasiya olduğunu düşünürdülər və xromosomların necə qırılaraq yenidən birləşə biləcəyini başa düşə bilmirdilər. Bununla belə, məlumatlar aydın idi ki, əlaqə həmişə baş vermir. Nəhayət, əlaqə və rekombinasiya problemini riyazi olaraq aydınlaşdırmaq üçün gənc bir bakalavr tələbəsi və "bütün gecəni" tələb etdi.

1913-cü ildə Morqanın laboratoriyasında tələbə olan Alfred Sturtevant, laboratoriyadakı tədqiqatçıların nəticələrini topladı və onları müzakirə etmək üçün bir gecə onları evə apardı. Ertəsi gün səhər o, ilk “xromosom xəritəsini” yaratdı, xromosomda gen sırasının və nisbi məsafənin xətti təsviri (Şəkil 13.4).

Vizual əlaqə

Aşağıdakı ifadələrdən hansı doğrudur?
  1. Qırmızı/qəhvəyi gözün və uzun/qısa arista allellərinin rekombinasiyası qanad uzunluğu və bədən rənginə görə allellərin rekombinasiyasına nisbətən daha tez-tez baş verəcək.
  2. Bədən rənginin və qırmızı/cinnabar göz allellərinin rekombinasiyası qanad uzunluğu və arista uzunluğu üçün allellərin rekombinasiyasına nisbətən daha tez-tez baş verəcəkdir.
  3. Bədən rənginin və arista uzunluğu allellərinin rekombinasiyası qırmızı/qəhvəyi göz allellərinin və arista uzunluğu allellərinin rekombinasiyasına nisbətən daha tez-tez baş verəcəkdir.
  4. Boz/qara bədən rənginin və uzun/qısa arista allellərinin rekombinasiyası baş verməyəcək.

Şəkil 13.4-də göstərildiyi kimi, genetik məsafəni proqnozlaşdırmaq üçün rekombinasiya tezliyindən istifadə etməklə, 2-ci xromosomdakı genlərin nisbi sırasını müəyyən etmək olar. Göstərilən dəyərlər rekombinasiya tezliklərinə (faizlə) uyğun gələn santiorqanlarda (cM) xəritə məsafələrini əks etdirir. Buna görə də, bədən rəngi və qanad ölçüsü üçün genlər bir-birindən 65,5 - 48,5 = 17 sm məsafədə idi və bu genlər üçün ana və ata allellərinin orta hesabla nəslin 17 faizində rekombinasiya edildiyini göstərir.

Xromosom xəritəsini yaratmaq üçün Sturtevant, genlərin ip kimi xromosomlarda ardıcıl olaraq sıralandığını fərz etdi. O, həmçinin iki homolog xromosom arasında rekombinasiya halının xromosomun uzunluğu boyunca hər yerdə bərabər ehtimalla baş verə biləcəyini fərz etdi. Bu fərziyyələr altında fəaliyyət göstərən Sturtevant, bir xromosomda bir-birindən çox uzaq olan allellərin, sadəcə olaraq, rekombinasiyanın baş verə biləcəyi daha böyük bir bölgə olduğu üçün meioz zamanı dissosiasiya olma ehtimalının daha yüksək olduğunu irəli sürdü. Əksinə, xromosomda bir-birinə yaxın olan allellərin birlikdə miras qalma ehtimalı var idi. İki allel arasındakı krossoverlərin orta sayı, yəni onların rekombinasiya tezliyi, bu xromosomdakı digər genlərin yerləri ilə müqayisədə onların bir-birindən genetik məsafəsi ilə əlaqələndirilir. Nümunəni nəzərə alsaq, arasında keçid AaBbaabb yuxarıda, rekombinasiya tezliyi 50/1000 = 0,05 kimi hesablana bilər. Yəni genlər arasında keçid ehtimalı A/aB/b 0,05 və ya 5 faiz təşkil etmişdir. Belə bir nəticə genlərin qəti şəkildə bağlı olduğunu, lakin ara-sıra krossoverlərin meydana gəlməsi üçün onların bir-birindən kifayət qədər uzaq olduğunu göstərir. Sturtevant öz genetik xəritəsini xəritə vahidlərinə və ya sentiorqanlara (cM) böldü ki, burada 0,01 rekombinasiya tezliyi 1 sm-ə uyğun gəlir.

Xətti xəritədə allelləri təmsil etməklə Sturtevant təklif etdi ki, genlər müxtəlif xromosomlarda olduqda və ya genlər bir-birindən çox uzaq məsafədə ayrıldıqda, genlər mükəmməl əlaqəli (rekombinasiya tezliyi = 0) və mükəmməl əlaqəsiz ola bilər (rekombinasiya tezliyi = 0,5) xromosom. Mükəmməl əlaqəsi olmayan genlər, Mendelin dihibrid çarpazda müstəqil şəkildə çeşidlənməsi üçün proqnozlaşdırdığı tezliklərə uyğundur. 0,5 rekombinasiya tezliyi nəslin 50 faizinin rekombinant, qalan 50 faizinin isə valideyn tipləri olduğunu göstərir. Yəni, allel birləşməsinin hər bir növü bərabər tezlikdə təmsil olunur. Bu təqdimat Sturtevant-a eyni xromosomda bir neçə gen arasındakı məsafələri əlavə olaraq hesablamağa imkan verdi. Lakin genetik məsafələr 0,50-yə yaxınlaşdıqca, genlərin eyni xromosomda, yoxsa fərqli xromosomlarda çox uzaqda olması aydın olmadığı üçün onun proqnozları daha az dəqiqləşdi.

1931-ci ildə Barbara McClintock və Harriet Creighton qarğıdalı bitkilərində homoloji xromosomların krossoverini nümayiş etdirdilər. Bir neçə həftə sonra homolog rekombinasiya baş verir Drosophila Kurt Stern tərəfindən mikroskopik şəkildə nümayiş etdirilmişdir. Stern, bir X-in kiçik bir terminal seqmentinin olmadığı, digər X-in isə Y xromosomunun bir parçası ilə birləşdirildiyi struktur baxımından qeyri-adi və fərqli X xromosom cütü ilə əlaqəli olan bir neçə X ilə əlaqəli fenotipləri müşahidə etdi. Milçəkləri keçərək, onların nəslini müşahidə edərək və sonra nəslin xromosomlarını vizuallaşdırmaqla Stern nümayiş etdirdi ki, hər dəfə nəslin allel birləşməsi valideyn birləşmələrindən hər hansı birindən kənara çıxdıqda, X xromosom seqmentinin müvafiq mübadiləsi baş verir. Struktur olaraq fərqli X xromosomları olan mutant milçəklərdən istifadə rekombinasiya məhsullarını müşahidə etmək üçün açar idi, çünki DNT ardıcıllığı və digər molekulyar alətlər hələ mövcud deyildi. İndi məlumdur ki, homoloji xromosomlar, DNT-lərini dəqiq yerlərdə qarşılıqlı olaraq qıraraq və yenidən birləşdirərək, meiozda müntəzəm olaraq seqmentlər mübadiləsi aparırlar.

Öyrənməyə keçid

Sturtevantın rekombinasiya tezlikləri əsasında genetik xəritə yaratmaq prosesini burada nəzərdən keçirin.

  1. Xromosom krossoveri, xromosomların bir-birinə bağlandığı və genetik müxtəlifliyə töhfə verən DNT mübadiləsinin aparıldığı spesifik, təsadüfi olmayan bir prosesdir.
  2. Meyoz zamanı xromosom cütləri bağlandıqda və DNT mübadiləsi etdikdə xromosomal krossover baş verir. Beləliklə, krossover, haploid gamet hüceyrəsindəki genetik birləşmələrin variasiyasını artırır.
  3. Xromosomal krossover inkişaf etmiş genetik materialın nəsillər tərəfindən miras qalması ilə nəticələnir və sonrakı rekombinasiya hadisəsi tezliyi və ya yerində dəyişkən deyil.
  4. Xromosom krossoveri mitoz prosesində xromosomlar bir-birinə bağlandıqda və rekombinasiya baş verir, mitozdan əmələ gələn haploid mitotik hüceyrələrdə genetik birləşmələrin dispersiyasını artırır.

Mendelin Xəritəli Xüsusiyyətləri

Homoloji rekombinasiya ümumi bir genetik prosesdir, lakin Mendel bunu heç vaxt müşahidə etməmişdir. Əgər o, həm əlaqəli, həm də əlaqəsiz genləri araşdırsaydı, ehtimal hesablamaları əsasında məlumatlarının vahid modelini yaratmaq onun üçün daha çətin olardı. O vaxtdan bəri Mendelin tədqiq etdiyi yeddi əlaməti noxud bitkisi genomunun yeddi xromosomu ilə əlaqələndirən tədqiqatçılar, onun tədqiq etdiyi bütün genlərin ya ayrı-ayrı xromosomlarda olduğunu, ya da statistik olaraq əlaqəsiz olmaq üçün kifayət qədər uzaqda olduğunu təsdiqləyiblər. Bəziləri Mendelin yalnız əlaqəsi olmayan genləri seçməkdə çox şanslı olduğunu irəli sürdü, digərləri isə Mendelin əlaqəni göstərən hər hansı məlumatı atıb atmadığını sual altına aldı. Hər halda, Mendel davamlı olaraq müstəqil çeşidi müşahidə etdi, çünki o, effektiv şəkildə əlaqəsi olmayan genləri araşdırdı.

Amazon Associate olaraq biz uyğun alışlardan qazanırıq.

Bu kitabı sitat gətirmək, paylaşmaq və ya dəyişdirmək istəyirsiniz? Bu kitab Creative Commons Attribution License 4.0-dır və siz OpenStax-ı atribut etməlisiniz.

    Əgər siz bu kitabın hamısını və ya bir hissəsini çap formatında yenidən yayırsınızsa, o zaman hər bir fiziki səhifəyə aşağıdakı atribusiyanı daxil etməlisiniz:

  • Sitat yaratmaq üçün aşağıdakı məlumatdan istifadə edin. Bu kimi sitat alətindən istifadə etməyi məsləhət görürük.
    • Müəlliflər: Julianne Zedalis, John Eggebrecht
    • Nəşriyyat/veb saytı: OpenStax
    • Kitabın adı: AP® Kursları üçün Biologiya
    • Nəşr tarixi: 8 mart 2018-ci il
    • Yer: Hyuston, Texas
    • Kitabın URL-i: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • Bölmə URL: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/13-1-chromosomal-theory-and-genetic-linkages

    © 12 yanvar 2021 OpenStax. OpenStax tərəfindən hazırlanan dərslik məzmunu Creative Commons Attribution License 4.0 lisenziyası əsasında lisenziyalaşdırılıb. OpenStax adı, OpenStax loqosu, OpenStax kitab üzlükləri, OpenStax CNX adı və OpenStax CNX loqosu Creative Commons lisenziyasına tabe deyil və Rays Universitetinin əvvəlcədən və açıq yazılı razılığı olmadan çoxaltıla bilməz.


    Nəticələr

    Cinsə xüsusi xəritələrin və krossover müdaxilənin qohumlar arasında İBH mübadiləsinə təsirini araşdırmaq üçün biz Ped-sim-dən bir neçə əlaqə növü və dörd krossover modelin hər biri üçün 10.000 cüt qohumu simulyasiya etmək üçün istifadə etdik. Ped-sim, giriş haplotipləri verilmiş qohumlar üçün genetik məlumatlar istehsal edə bilər, lakin təqdim etdiyimiz təhlillər daxili izlənilən haplotip seqmentləri (metodlar) vasitəsilə aşkar edilən dəqiq IBD seqmentlərindən istifadə edir. Bu seqmentlər təsisçilərin, yəni əcdadları Ped-sim modelləşdirmədiyi cins üzvlərinin xromosomlarından (imitasiya edilmiş) mənşə ilə yaranır.

    Simulyasiya edilmiş və real qohumlar arasında İBH mübadiləsinin müqayisəsi, real nümunələr arasında sirli ümumi əcdadlardan daha dərin, “arxa fon” əlaqəsinin mövcud ola bilməsi ilə çətinləşir [36]. Bu, diqqət yetirdiyimiz daha yeni ümumi əcdadların nəzərdə tutduğu yuxarıdakı real nümunələr arasındakı əlaqəni artıra bilər. Bundan əlavə, əhali əsaslı İBD seqmentinin nəticə çıxarma prosedurları həm yalançı müsbət, həm də yalan mənfi siqnallara məruz qalır, halbuki simulyasiya edilmiş məlumatlar verilmiş model altında yaradılan İBD bölgələrini mükəmməl şəkildə tutur.

    SAMAFS məlumatlarında İBH seqmentlərini aşkar etmək üçün iki yanaşmadan istifadə etdik: biri ailə əsaslı və tam bacı-qardaşlara tətbiq edilir – sonra təsvir olunduğu kimi arxa planla əlaqəli əksər problemlərdən qaçan strategiya – və digər qohumlar üçün əhali əsaslı detektor [37]. Əhaliyə əsaslanan IBD təxminləri fon əlaqəsi və yalan siqnallar üçün düzəliş tələb edir, ona görə də biz bu təxminləri hər bir əlaqə sinfində nəzəri gözləntilərə uyğunlaşdırmaq üçün dəyişdik. Bundan əlavə, biz tam bacı-qardaşlarda İBH paylaşma dərəcələrinin standart sapmasını təhlil edərkən, bacı olmayan qohumlar daxilində müvafiq dispersiya şərtlərinin kəmiyyətcə müəyyənləşdirilməsində kənar göstəricilərin təsirini məhdudlaşdırmaq üçün diqqətimizi orta yerdəyişmiş İBD paylaşma fraksiyalarının kvartillərinə diqqət yetiririk. (Standart kənarlaşmalar ortadan kvadrat kənara çıxmalardan yaranır, ona görə də kənar göstəricilər dərəcə sıralı kvartillərə nisbətən bu statistikaya daha güclü təsir göstərir).

    Tam qardaş IBD paylaşma nisbətlərini hesablamaq üçün ən azı üç uşaq və hər iki valideyn üçün məlumatı olan SAMAFS nüvə ailələrinə ailə əsaslı mərhələli üsul [38] tətbiq etdik. Eyni şəkildə, biz Hemani və digərlərinin 20,240 tam qardaş cütlüyünün IBD təxminlərindən istifadə edirik. ailə əsaslı alqoritmdən (Hemani20k) istifadə edərək nəticə çıxarmışdır [35, 39]. Bu ailə əsaslı İBH aşkarlama üsulları, valideynlərdən uşaqlara haplotip ötürülməsi haqqında nəticə çıxarmaqla və bir cüt uşağın eyni valideyn haplotipini birgə miras aldığı bölgələri təyin etməklə işləyir. Yəni, bacı-qardaşların İBH statusu valideynlərin dörd haplotipinə aiddir, bacıların paylaşdığı allellərə deyil, buna görə də aşkar edilmiş İBH seqmentləri yalnız valideynlərdə birləşmək üçün nəzərdə tutulanlardır (yaşlı, sirli qohumlar deyil). Üstəlik, ailə əsaslı mərhələli modellər son dərəcə dəqiqdir və qızıl standart yanaşma hesab olunur [40], həqiqətdən az yayınan İBD-nin bölüşdürülməsi təxminlərinə gətirib çıxarır (95% etimad intervalı sapma [−1.73 × 10 −3 , 2.25] × 10 −3 ] simulyasiya edilmiş üç uşaq ailəsində S1 Şəkil). Qeyd etmək lazımdır ki, iki valideyn arasında IBD-nin fon mübadiləsi, haplotiplərin uzunmüddətli əlaqəsi də daxil olmaqla, nüvə ailəsində olan məlumatların dərinliyinə görə mərhələli keyfiyyətə az təsir göstərir. Bundan əlavə, bir valideyndə homozigotluq (ROH), krossoverlərin dəqiq lokalizasiyasını maneə törətsə də, nadir hallarda yenidən əlaqə səbəbindən İBH aşkarlanmasını çaşdırır. (Ümumiyyətlə, uşaqların əksəriyyəti ROH intervalında qeyri-rekombinasiya edilmiş haplotipi miras alacaq və bu, ROH-i əhatə edən saytların mərhələli şəkildə dəyişdirilməsinə imkan verəcəkdir.) Bu amilləri nəzərə alaraq, biz real tam bacı-qardaşlar üçün nəzərdə tutulan IBD paylaşma dəyərlərini müqayisə edilə bilən hesab edirik. müvafiq simulyasiya edilmiş məlumat kəmiyyətləridir və biz onları tənzimləmirik.

    Bundan sonra sitat gətirilən IBD nisbətləri iki nümunənin paylaşdığı diploid genomunun fraksiyalarıdır və biz bunları ikinin IBD1 paylaşdığı genomun yarısı və bu IBD1/IBD2 bölgələrinin cütlərin paylaşdığı yerlərə uyğun gəldiyi IBD2 fraksiyasının (metodlar) yarısı kimi hesabladıq. müvafiq olaraq bir və ya iki haplotip üzrə. Aşağıda biz cinsin spesifik və orta hesablanmış cinsi müvafiq olaraq SS və SA kimi qısaldırıq və Ped-sim ilə istifadə etdiyimiz dörd krossover modelinə aşağıdakı kimi istinad edirik: SS+intf, cinsiyyətə aid genetik xəritə üçün SS+intf, cinsi əlaqə üçün SS+Poiss xəritə, Puasson hadisələrinin paylanması (yəni, müdaxiləsiz) Müdaxilə ilə cinsi orta hesablanmış genetik xəritə üçün SA+intf və cinsi orta hesablanmış xəritə üçün SA+Poiss, Poisson hadisəsinin paylanması.

    Cinslə əlaqəli xəritələr və müdaxilə IBD paylaşma nisbətindəki fərqə əks təsir göstərir

    Biz bütün dörd krossover modelində tam bacıları, birinci əmiuşağıları, bir dəfə çıxarılan birinci əmiuşağıları və ikinci əmiuşağıları simulyasiya etdik. Bütün nisbi növlər üçün SS genetik xəritələrinin istifadəsi SA xəritəsi ilə müqayisədə IBD nisbətindəki fərqi artırır, baxmayaraq ki, təsir bir qədər məhduddur. Xüsusilə, bu əlaqələr arasında orta hesabla, standart kənarlaşma Poisson krossover lokalizasiya modeli altında 3,6% və müdaxilə modelində 4,7% artır (Şəkil 1, S2 Şəkil). SS xəritələri kvartallararası diapazonun ölçüsünə oxşar təsir göstərir, bu aralığı Puasson modeli altında orta hesabla 3,9%, krossover müdaxiləsi olduqda isə 5,3% artırır. IBD paylaşma statistikasındakı bu kiçik fərqlər vizual olaraq ayırd etmək çətin olan SS və SA xəritələri üçün IBD dərəcələrinin paylanmasına uyğundur (S4 Şəkil).

    Ballar SAMAFS, SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş alt çoxluq (tam bacı-qardaşlar istisna olmaqla), Hemani20k dəsti (yalnız tam qardaşlar) və simulyasiya modellərindəndir. Sonuncular əsas mətndə verilmiş abbreviaturalardan istifadə etməklə etiketlənir. SAMAFS və SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş 25-ci və 75-ci faizliklər gözləntilərə uyğun olaraq orta yerdəyişmiş dəyərlərdəndir. Barlar 1000 yükləmə nümunəsindən hesablanmış 95% etibarlılıq intervalını (±1,96 standart xəta) göstərir. Birincidən ikinci əmiuşağılar üçün standart kənarlaşmalar və tam bacı-qardaşlar üçün 25 və 75-ci faizlər S2 Şəkildə, əlavə statistika isə S3 Şəkildədir. SD standart kənarlaşmanı göstərir.

    Əksinə, krossover müdaxilə IBD paylaşma fraksiyasındakı fərqə güclü təsir göstərir, SS xəritələri ilə simulyasiya edərkən Poisson modeli ilə müqayisədə standart kənarlaşmanı 10,0% və SA xəritəsindən istifadə etməklə 10,9% azaldır (şək 1 hesab etdiyimiz bütün əlaqələr üzrə orta hesabla). , S2 Şəkil). Bundan əlavə, müdaxilə SS xəritələrindən istifadə edərkən 25-ci və 75-ci faizlər arasındakı diapazonu 9.8%, SA xəritəsindən istifadə edərkən isə 11.0% artırır. Bu böyüklüklərin azalması ilə, müdaxilə altında simulyasiya edilmiş qohumlar üçün IBD nisbətlərinin paylanması, daha kiçik quyruqlarla orta səviyyəyə yaxın nəzərəçarpacaq dərəcədə daha yüksəkdir (Şəkil 2). Bu nəticələr qohumların simulyasiyası zamanı müdaxilənin daxil edilməsinin vacibliyini vurğulayır və müdaxilə altında simulyasiya edildikdə, uzaqdan əlaqəli nümunələrin daha tez-tez sıfırdan fərqli IBD paylaşımına malik ola biləcəyinə işarə edir – bu xüsusiyyəti aşağıda təhlil edirik (bax: “Uzaqlar arasında ən azı bir İBH seqmentinin paylaşma dərəcələri” qohumlar").

    Müdaxilə həm cinsin spesifik (solda), həm də cinsin orta hesabla (sağda) genetik xəritələrindən istifadə edərkən İBH mübadiləsində fərqi azaldır.

    Cinslərə aid xəritələr və real qohumların məlumatlarına ən uyğun müdaxilə daxil olmaqla simulyasiyalar

    Simulyasiya edilmiş qohumlar arasında xəritə növü və krossover müdaxilənin birləşməsini dəyişdirməklə müşahidə edilən İBD nisbətlərinin paylanmasındakı fərqləri nəzərə alaraq, hansı ssenarinin real insan məlumatlarına ən yaxşı uyğun gəldiyini anlamağa çalışdıq. Biz ilk növbədə gözləntilərə uyğun olaraq ortalama 0.501 və 0.502 IBD nisbətinə malik olan SAMAFS və Hemani20k məlumatlarında tam bacı-qardaş cütləri arasında IBD paylaşımını araşdırdıq (S3 və S5 Şek.). Ümumilikdə, SS+intf modeli SAMAFS təxmininin bir standart xətası (0,76 vahid) daxilində yeganə model olmaqla, real məlumatlardan standart sapmalara ən yaxşı uyğunluğu yaradır və Hemani20k dəyərindən 1,03 standart xəta (Şəkil 1, S6 və S7 Əncir). Bu, SAMAFS-dən 2.3 standart səhv və Hemani20k-dən 9.3 olan ənənəvi SA+Poiss modeli ilə ziddiyyət təşkil edir. SA+intf və SS+Poiss modelləri də SAMAFS-dən 3.2-dən çox standart xəta və Hemani20k-dən 3.4 standart xəta ilə uyğunsuzdur.

    SAMAFS tam bacı-qardaşlarında orta IBD2 paylaşma nisbəti gözlənildiyi kimi 0.250-dir və Hemani20k-də müvafiq dəyər 0.251-dir (S3 Şəkil ). SS+intf modeli altında IBD2 paylaşımının standart sapması SAMAFS-dən 1,4 standart xəta və Hemani20k dəyərindən yalnız 1,03 standart xətadır. Yenə də bu sapmalar nəzərdən keçirdiyimiz bütün modellərin ən kiçikidir (Şəkil 1). Ənənəvi SA+Poiss modeli 1,9 standart xəta məsafəsində SAMAFS-ə ən yaxın növbəti modeldir, lakin 9,3 standart xəta məsafəsində Hemani20k-dən mənalı şəkildə yayınır.SA+intf IBD2 standart sapması SAMAFS və Hemani20k kəmiyyətlərindən müvafiq olaraq 3.0 və 3.4 standart xətadır və tam IBD nisbətində olduğu kimi, SS+Poiss SAMAFS-dən 3.6 standart xəta olmaqla real məlumatdan ən çox yayınır və Hemani20k-dən 13,3.

    Tam bacı-qardaşlardan daha uzaq əlaqələrə müraciət edərək, orta dəyişmiş SAMAFS dəyərləri ilə müqayisədə kvartallararası IBD paylaşma dərəcələrinə diqqət yetiririk. Bundan əlavə, biz onları birləşdirən bütün birinci dərəcəli qohumlar üçün məlumatların mövcud olduğu və bu birinci dərəcəli əlaqələri təsdiqlədiyimiz SAMAFS nümunələrinin bir hissəsini təhlil etdik (S8A Şəkil, Metodlar). Bu alt dəst hər hansı yanlış etiketlənmiş qohumlardan azad olmalıdır və biz onu SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş adlandırırıq.

    Tam qardaş analizlərində olduğu kimi, SS genetik xəritələrinin istifadəsi və krossover müdaxilə modelləşdirməsi bütün bu daha uzaq əlaqələr növləri üzrə real məlumatlara yaxşı uyğunlaşma təmin edir. Birinci qohumlarda SS+intf modeli altında 25-ci və 75-ci faizlik İBD nisbətləri 0.111 və 0.138-dir - SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş məlumatda olduğu kimi (Şəkil 1) - SA+Poiss üzrə müvafiq faizlər isə 0.110 və 0.140-dır. sonuncu dəyər 3.3 standart səhvlər SAMAFS-dən təsdiq edilmişdir. Bir dəfə çıxarılan birinci əmiuşağı və ikinci əmiuşağı üçün SS+intf 25-ci və 75-ci faizlik dəyərləri bütün hallarda SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş bir standart xəta daxilindədir, digər üç model isə ikidən ən azı biri üçün birdən çox standart xəta ilə kənara çıxır. hər iki münasibətdə kvartillər.

    SS+intf-də IBD-nin paylaşılmasının real məlumatlara ən çox uyğun gəldiyinə dair başqa bir xətt sübutu olaraq, biz simulyasiya edilmiş və SAMAFS qohumları üçün əlaqəlilik dərəcələrini çıxardıq. Bu nəticə KING [41] (Metodlar) ilə eyni qohumluq diapazonlarından istifadə edərək, hər bir cütün qohumluq əmsalını qohumluq dərəcəsinə uyğunlaşdırır. S9 Əncir SAMAFS və simulyasiya edilmiş cütlərdə onların həqiqi əlaqə dərəcəsi kimi qəbul edilən nümunələrin faizini göstərir. Bütün dörd əlaqə növü üçün SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş faizlərə ən yaxın olan model SS+intf-dir. Əslində, SS+intf bütün dörd əlaqə növü üçün SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş faizin bir standart xətası daxilindədir, halbuki SA+Poiss və SS+Poiss tam bacı-qardaşlar istisna olmaqla, hamısı üçün SAMAFS tərəfindən təsdiqlənmiş >3.0 standart xətalardır. SA+intf modeli SAMAFS-dən bir standart xətadan az uzaqdadır, ilk əmiuşağı istisna olmaqla, hamısı üçün təsdiqlənmişdir, burada 2.4 standart xəta ilə kənara çıxır.

    Uzaq qohumlar arasında ən azı bir IBD seqmentinin bölüşdürülməsi dərəcələri

    Meyoz zamanı təsadüfi çeşidləmə ümumiyyətlə İBH seqmentlərinin itirilməsinə gətirib çıxarır ki, uzaq qohumlar şəcərə əlaqəsi olmasına baxmayaraq heç bir İBH bölgəsini bir-biri ilə paylaşmaya bilər. SS xəritələrini və müdaxiləni özündə birləşdirən krossover modelinin uyğunluğunu nəzərə alaraq, biz tam və yarı qardaşlar və birincidən altıncı əmiuşağılar arasında paylaşılan İBD seqmentlərinin sayının paylanmasını araşdırmaq üçün yola çıxdıq. Yaxın qohumlar, o cümlədən tam və yarımbacı qardaşlar, birinci və ikinci əmiuşağılar üçün, bütün simulyasiya edilmiş cütlər krossover modelindən asılı olmayaraq ən azı bir İBD seqmentini bir-biri ilə bölüşür. Bununla belə, üçüncü-altıncı əmiuşağıların müəyyən hissəsi heç bir ölçüdə İBH seqmentlərini paylaşmır (Şəkil 3). Konkret olaraq, SS+intf simulyasiyasında üçüncü əmiuşağıların 1,5%-i İBD bölgələrini paylaşmır və bu faiz dördüncü, beşinci və altıncı əmiuşağıların müvafiq olaraq 27,3%, 67,4% və 88,9%-ə qədər yüksəlir. İBH seqmentlərini bölüşən 1112 (10 000-dən) altıncı əmiuşağı üçün orta ümumi uzunluq 7,6 santiMorgan (cM) təşkil edir. Təəccüblü deyil ki, altıncı əmiuşağı cütlərinin əksəriyyəti birdən çox seqmenti paylaşan çox az (107/1,112) cütlüklə yalnız bir IBD seqmentini saxlayır (Şəkil 3). Ümumi İBH uzunluğu altıncı əmiuşağı arasında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir, İBH bölgələri olan cütlərin ilk 25%-i cəmi ən azı 10,2 sm və maksimum 53,4 sm-ni bölüşür. Beləliklə, İBD-nin nadir ifratları olan altıncı əmiuşağı üçüncü və dördüncü əmiuşağı üçün daha xarakterik ümumi ortaq uzunluqlara malikdir.

    Daha uzaq qohumlar bir və ya daha çox IBD bölgəsini paylaşma nisbətlərini azaltdılar. Hər bir zolağın üstündəki faizlər ən azı bir seqment paylaşılan simulyasiya edilmiş qohumların (hər bir ssenari üçün 10 000) hissəsini göstərir. Qadın+intf cinsi-xüsusi xəritələr və müdaxilədən istifadə edən simulyasiyalardandır, lakin cütlüklər yalnız qadın təsisçi olmayanlar vasitəsilə, qurucu ortaq əcdadlar kimi kişi və qadın cütlüklə əlaqəli olduqda (S8B Şəkil ). Kişi+intf cütləri Qadın+intf ilə eynidir, lakin təsisçi olmayanlar qadın əvəzinə yalnız kişidir. Səhv çubuqları 1000 yükləmə nümunəsi əsasında ən azı bir IBD seqmentini paylaşan qohumların faizinin 95% etibarlılıq intervalıdır (±1,96 standart xətalar). Daxili çubuq seqmentlərinin sayılmasında səhv S10 Şəkil 1-də verilmişdir.

    Artıq qeyd edildiyi kimi, krossover müdaxilə IBD paylaşma dərəcələrinin daha konsentrasiyalı paylanmasına gətirib çıxarır (məsələn, Şəkil 2). Müdaxilə həm də İBD seqmentlərini paylaşan uzaq qohumların bir qədər daha böyük hissəsinə gətirib çıxarır. Məsələn, beşinci əmiuşağının 32,7%-i SS+intf modeli altında bir və ya daha çox İBH seqmentini bölüşürsə, SA+Poiss-də bu rəqəm cəmi 30,0%-dir.

    Cinsə xüsusi xəritələr qohumların paylaşdığı IBD seqmentlərinin sayına təsir göstərir

    SS xəritələri iki qohum arasında İBH mübadiləsi nisbətindəki fərqə müdaxilədən daha kiçik təsirə malik olsa da, qohumların paylaşdığı seqmentlərin sayına təsir göstərir. Xüsusilə, qadınlar kişilərə nisbətən meyoz başına orta hesabla 1,57 dəfə daha çox autosom krossover hadisələri əmələ gətirirlər [16]. Belə fərqlərlə, qadınlar kişilərdən ötürülənlərə nisbətən orta hesabla daha kiçik olan daha çox sayda İBH seqmentini ötürməlidirlər. Bunun səbəbi, krossover hadisəsi olmadan IBD seqmentinin ötürülmə ehtimalının 50% olmasıdır. Digər tərəfdən, yeni yaradılan krossover bir İBD bölgəsində baş verdikdə, İBD bölgəsinin bir hissəsinin (krossoverin bir və ya digər tərəfində) ötürülməsinə zəmanət verilir.

    SS genetik xəritələrinin təsirini daha dolğun şəkildə araşdırmaq üçün biz SS+intf modelindən üçüncü və altıncı əmiuşağı simulyasiya etmək üçün istifadə etdik, burada qohum olduqları təsisçi olmayan əcdadların hamısı ya qadın, ya da hamısı kişidir (birgə qurucu baba və nənə bir kişi və qadın cüt S8B Şəkil). Əsasən qadınlar vasitəsilə əlaqəli olduqda, üçüncü və altıncı əmiuşağı, əsasən kişilər vasitəsilə əlaqəli olanlara nisbətən sıfırdan fərqli IBD paylaşma ehtimalı daha yüksəkdir. Fərqlər olduqca həddindən artıqdır, müvafiq olaraq 2.5%, 19.6%, 33.1% və 46.2% daha çox (nisbi baxımdan) üçüncü, dördüncü, beşinci və altıncı qadın nəsil qohumu cütləri analoji kişi ilə müqayisədə ən azı bir İBH bölgəsini paylaşır. nəsil əmiuşaqları (Şəkil 3). İntuisiyaya uyğun olaraq, qadın mənşəli əmiuşağılarda İBD bölgələri kişi mənşəli əmiuşağılara nisbətən orta hesabla daha kiçikdir. Məsələn, İBD bölgələri olan qadın nəsil beşinci əmiuşağı orta hesabla 1,2 seqment və ümumi uzunluq 11,9 sm olan kişi nəsli ilə müqayisədə ümumi uzunluğu 9,0 sm olan orta hesabla 1,3 seqmenti bölüşür.

    Kişi və qadın xəritələrindəki bu fərqlər yaxın qohumlar arasında İBH mübadiləsinə də təsir edir, xüsusilə də yarı qardaşlarda nəzərə çarpan təsirlər. Xüsusilə, ananın ögey bacıları ata tərəfdən bacı-qardaşlarla müqayisədə orta hesabla 1,4 dəfə çox İBH seqmentini bölüşürlər (ortalama seqment sayı müvafiq olaraq 51,9 və 37,1). Təsir iki növ yarımqardaş arasında az üst-üstə düşməklə bimodal paylanma yaratmaq üçün kifayət qədər əhəmiyyətlidir (Şəkil 4 S11A Şəkil). Simulyasiyalardan seqment saymalarından daha az fərqlənsə də, SAMAFS yarı qardaşları da ümumi valideynin cinsinə uyğun olan bimodal paylanmaya malikdirlər (S11B Şek Metodları). Diqqətlə qeyd etmək lazımdır ki, simulyasiya edilmiş ata tərəfdən yarı bacı-qardaşlarda orta seqment sayı təsadüfi təyin edilmiş valideyn cinsinə malik birinci əmiuşağılarınkından azdır (onlar orta hesabla 39.0 seqmenti bölüşürlər Şəkil 4). Bununla belə, ata tərəfdən bacı-qardaşların payı birinci əmiuşağıların seqmentlərindən iki dəfədən çox uzundur, orta uzunluq birinci qohumlarda 21,5 sm ilə müqayisədə 45,1 sm-dir.

    Cinsi orta hesabla alınan xəritələr ilə simulyasiya edildikdə, cinsə aid xəritələrlə müqayisədə İBD seqmentlərinin sayı yarı-qardaşların paylaşdıqları çox fərqli formalara malikdir, cinsə məxsus xəritələr bimodal paylama yaradır (solda). Yarımbacı seqmenti cinsinə aid xəritələr (sağda) altında bütün qohumları simulyasiya etdiyimiz digər nisbi növlər kontekstində hesablanır. Yarım qardaş seqmentlərinin sayının aşağı rejimi - ata tərəfdən yarı qardaşlar arasında İBD paylaşımına uyğundur (S11A Şəkil) - birinci əmiuşağılardan aşağıdadır. Dağıtımlar bütün əlaqə növləri üçün müdaxilə altında simulyasiya edilmiş 10.000 cütə əsaslanır.

    Simulyasiya xülasə statistikasından əlaqəlilik dərəcələrinin çıxarılması

    Genetik test şirkətlərinin populyarlığını və onların real məlumatların ümumi statistikasını simulyasiyalardan [11, 12] müvafiq dəyərlərə uyğunlaşdırmaqla əlaqəliliyi çıxarmaq üçün etdikləri işləri nəzərə alaraq, biz simulyasiya modelinin bu nəticəyə təsirini anlamağa çalışdıq. Xüsusilə, dörd krossover ssenarisi (Metodlar) altında öyrədilmiş nüvə sıxlığının qiymətləndirilməsi modellərində (KDE) təsnifat dərəcələri və əlaqə ehtimalı kalibrləmələrini araşdırdıq. Biz bu KDE-ləri SS+intf altında simulyasiya edilmiş məlumatlara tətbiq etdik ki, bu da digər modellərlə müqayisədə real məlumat əlaqəsi statistikasını daha dəqiq şəkildə çəkir (Şəkil 1, S9 Şəkil).

    S12 Şəkildə göstərildiyi kimi, KDE-lərin həssaslığı və spesifikliyi dörd növ təlim məlumatı arasında kifayət qədər oxşardır. Bununla belə, SA+Poiss məlumatlarından istifadə etməklə öyrədilmiş təsnifat beşinci və altıncı dərəcə əlaqələri üçün ümumi daha aşağı spesifikliyə və aşağı həssaslığa malikdir. Sonuncu SA+Poiss spesifiklik dərəcələri SS+intf təsnifatçısından müvafiq olaraq 0,031 və 0,020 azdır (P = 7,7 × 10 −7 və P = 7,5 × 10 −4, müvafiq olaraq, qoşalaşmış fərq t-test). Kalibrləmə əyriləri həmçinin təlim məlumat növləri arasında performans fərqlərini aşkar edir (S13 Şəkil). Bu metrikaya əsasən, müdaxiləyə məruz qalan məlumatlarla təlim SA+Poiss məlumatları ilə təlimlə müqayisədə ikinci və üçüncü dərəcəli qohumlar üçün ehtimal kalibrləmələrini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. Bu nəticələr göstərir ki, əlaqə ehtimallarından istifadə edən tətbiqlərdə müdaxilə modelləşdirməsi (o cümlədən simulyasiyalar vasitəsilə) yaxın qohumların təhlili üçün faydalı ola bilər.

    Qarışıqdan sonrakı vaxtın təxminləri bu yaxınlarda qarışdırılmış nümunələr üçün simulyasiya modelinə görə dəyişir

    Dörd krossover modelin tək qatqılı nümunələrdən istifadə edərək qarışıqdan sonrakı vaxtın təxminlərinə təsirini xarakterizə etməyə çalışdıq. Bu məqsədlə biz qarışığın başlanğıcı ilə bir qrup fərddə xromosom başına bir qarışıq haplotipi simulyasiya etdik. T nəsillər əvvəl və o nəsildəki bütün əcdad cütlükləri, o cümlədən iki populyasiyanın hər birinin bir üzvü (S14 Şəkil). Hər bir qarışıq nümunədə iki əcdad qrupunun bütün seqmentlərinə eksponensial nisbəti uyğunlaşdırmaqla qarışıqdan sonrakı vaxtı qiymətləndirmək üçün nəticədə yerli əcdad seqmentlərindən istifadə etdik (Metodlar).

    Şəkil 5-in təxminlərini göstərir T 15.000 simulyasiya edilmiş qarışıq nümunənin hər birindən T = 2, 3, 4, 6. Burada krossover müdaxilə paylanmaya nəzərəçarpacaq təsir göstərir və təxmin edilən standart kənarlaşmanın azalmasına gətirib çıxarır. T Puasson modeli ilə müqayisədə 11,4% (həm xəritə növləri, həm də hamısı üzrə orta hesabla). T). Bu təsir kimi ardıcıl olaraq qalır T da standart kənarlaşmada 10,2% azalma ilə artır T = 2 (nənə və nənə) və 11,8% at T = 6 (dördüncü nənə-nənə-nəvə). Bundan əlavə, SS xəritələrindəki fərq SA xəritəsi ilə müqayisədə xeyli yüksəkdir, standart kənarlaşmalar SS xəritələrində 13,4% daha böyükdür (yenidən müdaxilə parametrləri və bütün parametrlər üzrə orta hesabla). T). SS xəritələrinin təsiri kiçiklər üçün ən böyükdür Tüçün 23,4% daha böyük standart sapma ilə T = 2 üçün 6,8%-lə müqayisədə T = 6. SS və SA modelləri arasındakı fərqlər az sayda meyoz üçün daha yüksəkdir, çünki bütün meyozların yalnız bir cinsdə olma ehtimalı kiçiklər üçün ən yüksəkdir. T. Meyozların sayı artdıqca, nümunələrin daha böyük bir hissəsində kişi və qadın meiozlarının sayı bərabər olacaq və buna görə də paylaşma nümunələri SA xəritəsindən yarananlara daha çox oxşar olacaq.

    Histoqramlar hər bir krossover modeli altında simulyasiya edilmiş 15.000 fərddən təxmini dərəcələri göstərir. Təxminlər sonlu xromosomlar üçün eksponensial paylanmanın dərəcə uyğunluğudur (metodlar). Üfüqi xətlər həqiqəti göstərir T.

    SS+intf-nin ənənəvi SA+Poiss modeli ilə müqayisəsi göstərir ki, müdaxilə və xəritə növünün təsirləri müəyyən mənada bir-birini ləğv edir. T kiçikdir. Həqiqətən də, bu paylamalar yuxarıda təsvir edilən müqayisələrdən daha çox oxşar standart sapmalara malikdir, SS+intf üçün SA+Poiss ilə müqayisədə yalnız 6,0% aşağı standart sapma ilə. T = 6. Bu onu göstərir ki, qarışıq kifayət qədər yeni olduqda və ya incə dənəli analizlər üçün istisna olmaqla, SS+intf modeli SA+Poiss modelinə oxşar yerli əcdad paylamaları yaradır. Qeyd edək ki, yerli əcdad seqmentlərinin əksər analizləri bu təhlillərlə müqayisədə ümumi azaldılmış variasiya ilə təxmin edilən vaxtlar yaratmalı olan bir çox haplotiplərin məlumatlarından istifadə edir.

    Müdaxilə və cinsə aid xəritələrin IBD seqment uzunluqlarına təsiri

    Krossover müdaxiləsinin və SS xəritələrinin IBD seqment uzunluqlarına təsiri haqqında fikir əldə etmək üçün biz analitik olaraq bu uzunluqların SA+intf və SS+Poiss modelləri altında paylanmasını əldə etdik.

    Housworth-Stahl iki yollu modelində [14], müdaxilədən qaçan ("tənzimlənməyən" və ya Puasson prosesinə uyğun olaraq paylanmış) krossoverlərin nisbəti kimi işarələnir. səh. Qalan (“tənzimlənən”) krossoverlər əvvəlcə xromosom boyu stasionar yenilənmə prosesi [42] kimi xiazmatanın mövqelərini çəkməklə, qamma ilə paylanmış xiazmalar arası məsafələr (Morgansda) şəklində müstəqil şəkildə yaradılır. ν və qiymət 2ν(1 − səh) (Metodlar). Hər bir xiazma 1/2 ehtimalla modelləşdirilən gametdə krossoverə çevrilir. Burada ortaq əcdadı olan şəxslər tərəfindən paylaşılan IBD seqmentlərini nəzərdən keçiririk T nəsillər əvvəl və ya 2 ilə ayrılmışT meozlar.

    Metodlarda biz sıxlığın olduğunu göstəririk x, müdaxiləyə məruz qalan və SA xəritəsi altında IBD seqmentlərinin uzunluğu (Morgans ilə), (1) burada tənzimlənən krossoverlər arasındakı məsafənin ehtimal sıxlığı, təsadüfi sahə ilə növbəti tənzimlənən yer arasındakı məsafənin ehtimal sıxlığıdır. krossoverdir və bir minus məcmu paylanmasıdır greg(x).

    Yuxarıdakı ifadələr sonsuz uzunluqlu xromosomlar üçün keçərlidir. Sonlu bir xromosom (Eq (16)) üçün (1) tənliyini necə dəyişdirmək lazım olduğunu daha sonra Metodlarda göstərəcəyik.

    Bu nəticələri təsdiqləmək üçün biz 1-ci xromosom üçün SA+intf modeli altında İBD paylaşımını simulyasiya etmək üçün Ped-sim-dən istifadə etdik. IBD seqment uzunluqlarının simulyasiya edilmiş paylanması ortaq əcdadı olan yarı qohumlar üçün Şəkil 6-da göstərilmişdir. T = 1, 2, 4, 6 nəsil əvvəl (burada T = 1 yarım qardaşlara uyğundur) və nəzəriyyə ilə razılaşır (Eq (1)). Süjet həmçinin Poisson modeli altında gözlənilən paylanmanı təsvir edir və müdaxilənin təsirinin əhəmiyyətli ola biləcəyini və nəzərə çarpan olduğunu nümayiş etdirir. T ≲ 4. Bununla belə, tərəfindən T = 6 Puasson prosesi artıq SA+intf-ə əla yaxınlaşmadır.

    Ortaq əcdadı olan yarı əmiuşağı simulyasiya etmək üçün Ped-sim istifadə etdik T = 1, 2, 4, 6 nəsil əvvəl (müvafiq olaraq A-D panelləri) SA+intf modeli altında, 1-ci xromosom üçün IBD seqment uzunluqlarını çıxarır. Hər bir panel IBD seqment uzunluqlarının simulyasiya edilmiş paylanmasını göstərir (10 5 cütdən çox üçün). T = 1, 2 və 10 6 cüt, əks halda bənövşəyi dairələr), (1) tənliyindən nəzəriyyə ((16) tənliyinin sonlu-xromosom korreksiyası daxil olmaqla mavi xətlər) və Puasson prosesinə əsaslanan gözlənti (qırmızı kəsikli xətlər Eq () 17)).

    Sonra biz SS xəritələrinin təsirini nəzərdən keçirdik, bu dəfə Poisson krossoverinin yerləşdirilməsini fərz etdik. Konkretlik üçün nəzərə alın (T − 1) ci -2 ilə ayrılan tam əmiuşağılarT yuxarıdakı kimi meyozlar. Hər bir IBD seqmenti onu iki meioz vasitəsilə ötürən qurucu valideynlərdən birindən (qadın və ya kişi bərabər ehtimalla) törəyir. Qalan 2T − 2 meioz bərabər ehtimalla kişi və ya qadın ola bilər. Qadın ötürmələrinin sayı belədir nf = nf,i + 2nf,a, harada nf,i ümumi əcdadlara məhəl qoymadan tam əmiuşağını birləşdirən qadın meiozların sayıdır və parametrləri ilə binomdur (2).T − 2, 1/2) və nf,a seqmenti ötürən ümumi əcdadın qadın olub-olmadığını və 1/2 parametri ilə Bernoulli olduğunu göstərir. Kişi ötürülmələrinin sayı nm = 2Tnf. Əslində, qurucu valideynin cinsi təsadüfi olduqda, eyni ifadələr yarı əmiuşağı üçün də keçərlidir.

    Hər SNP üçün i, λ ilə işarələyinm(i) SNP-lər arasında kişi krossover dərəcəsi (bir baza cütü üçün Morgans ilə [bp]) ii + 1 və λ müəyyən edinf(i) oxşar. Biz sürətin SNP-lər arasında sabit olduğunu güman edirik (və ilk SNP-dən əvvəl sıfır). verilmiş nfnm qadın və kişi meiozları, müvafiq olaraq, SNP-lər arasında ümumi keçid nisbəti ii İki qohum üçün + 1 λ(i) = λf(i)nf + λm(i)nm. Beləliklə, krossoverlərin yerləşdirilməsi hələ də Puasson prosesinə əsaslanır, lakin kişilərdə və qadınlarda hər bp nisbəti mövqeyə görə fərqləndiyinə görə, bu nisbət genom boyunca qeyri-bərabərdir. (Qeyd edək ki, kişi və qadın xəritələrinin özləri də fiziki mövqelərə görə qeyri-homogendir. Biz burada fiziki mövqelərə diqqət yetiririk, çünki prosesin təsirləri son nəticədə fiziki vəziyyətdə baş verir və bu fiziki mövqelər həm kişi, həm də qadın xəritələri üçün ümumidir. ).

    Sabit sayda kişi və qadın ötürülməsi üçün krossoverlərarası məsafələrin paylanmasını (yenə fiziki bp ilə) əldə etmək üçün Yakovlev et al. [43] qeyri-homogen Puasson prosesində hadisələr arası vaxtların paylanması üçün. işarələyin λ(x) fiziki koordinatda nəzərdə tutulan krossover sürəti kimi x (λ ilə nəzərdə tutulduğu kimii) yuxarıda) və müəyyən edin. Sonra (2) burada var ϕ(x) verilmiş fərz edilən kişi və qadın ötürülmələrinin sayı ilə, xromosom ucu tərəfindən senzura edilən məsafə daxil olmaqla, bütün krossoverlər arası məsafələrin sıxlığını təsvir edir. Sıxlığı kişi və qadın meioz sayılarına əsaslanmadan əldə etmək üçün biz hamısını cəmləyirik nf = 0, …, 2T, hər biri öz ehtimalı ilə ölçülür. Qohumlarda, bütün inter-krossover bloklar IBD seqmentlərinə çevrilməyəcək, əksinə, yalnız hər iki qohumda eyni ortaq əcdaddan olanlar. Bununla belə, İBD seqmentləri bütün blokların təsadüfi alt çoxluğu olduğundan, IBD seqmentinin uzunluğunun paylanmasının krossoverlərarası məsafələrə oxşar olacağı gözlənilir. Bu, S15 Şəkildə təsdiqlənir, burada biz SS+Poiss altında simulyasiya edilmiş İBH seqment uzunluqlarının paylanması ilə ayrılmış yarı qohumlar üçün qrafiki tərtib edirik. T = 1, 2, 4, 6 nəsillər. Krossover müdaxiləsi ilə bağlı müşahidələrdən fərqli olaraq, SS xəritələri altında seqment uzunluqlarının paylanması SA xəritələri ilə bərabər (2) ilə əldə ediləndən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmir.

    IBDsim ilə Ped-sim müqayisəsi

    Ped-sim-dəki funksionallıq IBDsim [31]-də bəzi məhdudiyyətlərlə mövcuddur. χ Sabit parametrlərə malik 2 müdaxilə modeli. 10.000 tam qardaş cütünü və 10.000 ikinci əmiuşağı cütünü simulyasiya etmək üçün Ped-sim (SS+intf modeli altında) və IBDsim istifadə etdik (Metodlar). Ped, tam bacı və ikinci əmiuşağı müvafiq olaraq 8,1 və 8,7 saniyəyə simulyasiya etdi, IBDsim isə müvafiq olaraq 371 və 608 saniyə tələb etdi (46 və 70 qat sürətlənmələrə uyğundur). Yaddaş tələbləri hər iki üsul üçün aşağıdır, ikinci əmiuşağı simulyasiya etmək üçün Ped-sim və IBDsim, müvafiq olaraq 0,62 Gb və 2,0 Gb istifadə edir.

    Yuxarıdakı təhlillərin heç biri genotip məlumatı yaratmadı (və IBDsim bu funksiyanı təmin etmir), ancaq təkrarlanan cinslərdən İBD seqmentləri yaratdı. Genotip məlumatlarını hazırlamaq üçün Ped-sim hesablama vaxtları bir neçə min nümunə üçün onlarla dəqiqə miqyasındadır. Məsələn, 462,828 markerdə 4,450 cüt tam bacı üçün genotip məlumatlarının simulyasiyası qeyri-gzip giriş və çıxış (I/O) məlumatları üçün 33,5 dəqiqə və gziplənmiş I/O üçün 59,2 dəqiqə çəkdi və hər iki əməliyyatda 0,13 Gb RAM istifadə edildi (Metodlar) ).


    Genom xəritəsi

    Nachimuthu Saraswathy, Ponnusamy Ramalingam, Genomika və Proteomikada Konsepsiyalar və Texnikalar, 2011

    6.3.1 Genlərdən istifadə edərək genetik xəritəçəkmə

    Genetik xəritələşdirmə, xromosomlardakı genlərin xəritəsini çıxarmaq üçün istifadə edilən ən erkən üsullardan biridir. Meyoz zamanı bacı olmayan xromatidlər birləşərək əmələ gəlir chiasmata və keçiddən keçir. Krossinq-over təsadüfi bir hadisədir və xromosomun istənilən yerində baş verir. Xromosomlarda bəzi bölgələr var ki, burada krossinq-over digər bölgələrə nisbətən daha tez-tez baş verir ki, bunlar kross-over qaynar nöqtələr adlanır. Krossinqover zamanı bacı olmayan xromatidlər qoparaq yenidən birləşirlər. Xromatidlərin bu mübadiləsi genlərin mübadiləsi ilə nəticələnir.

    Genetik xəritələşdirmədə genlərin xromosomlardakı yerləri damazlıq təcrübələrindən hesablanan rekombinasiya tezliyindən müəyyən edilir. Tədqiq olunan nəsillərin ümumi sayına rekombinantların sayı rekombinasiya tezliyi haqqında məlumat verəcək və adətən faizlə təmsil olunur. Rekombinasiya dərəcəsi genlər arasındakı məsafə və ya onların əlaqəsi ilə düz mütənasibdir. Rekombinasiya faizi xromosomlardakı genlər arasındakı məsafədən asılıdır. Genetik xəritənin vahidinə a deyilir sentiMorgan, və bir centiMorgan bir faiz rekombinasiya tezliyinə uyğundur. Genlərin əlaqə vəziyyətinin təhlili prosesinə əlaqə təhlili deyilir. İlk genetik xəritə və ya əlaqə xəritəsi Thomas Hunt Morgan tərəfindən hazırlanmışdır Drosophila. Əlaqə xəritəsi keçiddən sonra əldə edilən rekombinantların populyasiyasından qurulur. Xromosomdakı genlər arasındakı fiziki məsafəni təyin etmir.

    Genetik xəritələşdirmədə addımlar

    Kontrast fenotipləri olan valideynlərin seçilməsi.

    Yuxarıdakı seçilmiş valideynlərin kəsişməsi ilə F1 nəslinin yaradılması.

    Öz-özünə tozlanma yolu ilə F2 nəslinin yaranması.

    Məlumatların toplanması və rekombinasiya tezliyinin hesablanması.

    Genetik xəritənin qurulması.


    XI. Krossover və mutasiya

    Krossover və mutasiya GA-nın iki əsas operatorudur. GA-nın performansı onlardan çox asılıdır. Operatorların növü və tətbiqi kodlaşdırmadan və həmçinin problemdən asılıdır.

    Krossover və mutasiya etmənin bir çox yolu var. Bu fəsildə yalnız bəzi nümunələr və bir neçə kodlaşdırma üçün bunu necə etmək barədə təkliflər verilmişdir.

    İkili kodlaşdırma

    Tək nöqtəli krossover - bir keçid nöqtəsi seçilir, xromosomun əvvəlindən krossover nöqtəsinə qədər ikili sətir bir valideyndən, qalanı ikinci valideyndən kopyalanır

    11001011+11011111 = 11001111

    İki nöqtəli krossover - iki kəsişmə nöqtəsi seçilir, xromosomun əvvəlindən birinci kəsişmə nöqtəsinə qədər olan ikili sətir bir valideyndən, birincidən ikinci keçid nöqtəsinə qədər olan hissə ikinci valideyndən, qalan hissəsi isə birinci valideyndən kopyalanır.

    11001011 + 11011111 = 11011111

    Uniforma krossover - bitlər təsadüfi olaraq birinci və ya ikinci valideyndən kopyalanır

    11001011 + 11011101 = 11011111

    Arifmetik krossover - yeni nəsil yaratmaq üçün bəzi hesab əməliyyatı aparılır

    11001011 + 11011111 = 11001001 (VƏ)

    Bit inversiya - seçilmiş bitlər ters çevrilir

    11001001 => 10001001

    Permutasiya Kodlaşdırması

    Tək nöqtəli krossover - bir keçid nöqtəsi seçilir, bu nöqtəyə qədər permutasiya birinci valideyndən kopyalanır, sonra ikinci valideyn skan edilir və nömrə hələ nəsildə deyilsə, əlavə olunur
    Qeyd: kəsişmə nöqtəsindən sonra qalanı çıxarmağın daha çox yolu var

    (1 2 3 4 5 6 7 8 9) + (4 5 3 6 8 9 7 2 1) = (1 2 3 4 5 6 8 9 7)

    (1 2 3 4 5 6 8 9 7) => (1 8 3 4 5 6 2 9 7)


    Dəyər Kodlaşdırması

    (1.29 5.68 2.86 4.11 5,55) => (1,29 5,68 2.73 4.22 5.55)


    Crossing Over nədir?

    Fərdi cinsiyyət hüceyrələrində genetik müxtəlifliyi artırmağın başqa bir yolu keçid adlanan prosesdir. Meiosis I-də Profaza I zamanı homolog xromosom cütləri bir araya gəlir və genetik məlumat mübadiləsi apara bilər. Bu prosesi bəzən tələbələrin qavraması və vizuallaşdırılması çətin olsa da, demək olar ki, hər sinifdə və ya evdə olan ümumi ləvazimatlardan istifadə edərək modelləşdirmək asandır. Aşağıdakı laboratoriya proseduru və təhlil sualları bu fikri dərk etməkdə çətinlik çəkənlərə kömək etmək üçün istifadə edilə bilər.


    Müəllif məlumatı

    Əlaqələr

    Earlham İnstitutu, Norviç, NR4 7UZ, Böyük Britaniya

    Laura-Jayne Gardiner, Paul Bailey, Ryan Joynson, Thomas Brabbs, Jonathan Wright, Neil Hall, Bernardo J. Clavijo və Anthony Hall

    IBM Research, Warrington, Böyük Britaniya

    John Innes Mərkəzi, Norviç, NR4 7UH, Böyük Britaniya

    Luzie U. Wingen və Simon Griffiths

    Genetika və Genom Biologiyası Departamenti, Leicester Universiteti, Leicester, LE1 7RH, Böyük Britaniya

    Biologiya Elmləri Məktəbi, Şərqi İngiltərə Universiteti, Norviç, NR4 7TJ, Böyük Britaniya

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Töhfələr

    Massiv məlumatları, genetik xəritələr və QTL metodologiyası LW tərəfindən təmin edilmişdir. PB TILLING populyasiyasından namizəd genlər üçün nokautları müəyyən etdi və filogenetik ağaclar yaratdı (Şəkil 4d, Əlavə fayl 1: Şəkil S8). RJ Paragon üçün simulyasiya edilmiş oxunuşlar yaratdı, sıralama məlumat dəstləri üçün xəritəçəkmə düzülməsini həyata keçirdi, Şəkil 2f-ni yaratdı və bitki böyüməsini həyata keçirdi. TB yağsız ardıcıllıq nümunələri üçün Illumina sıralama kitabxanası hazırladı. JW namizəd genləri üçün Çin Bahar-Paraqon sinteniyasını həll etdi. JH rəhbərlik və konseptual dəstək təmin etdi və immunolokalizasiya təcrübələrini həyata keçirdi (Şəkil 2d, e, Əlavə fayl 1: Şəkil S6). LG SNP-nin skim sıralama məlumatlarında və valideynə xas SNP-lərin müəyyən edilməsində, metodologiyanın işlənib hazırlanmasında və həm massivdə, həm də yağsız ardıcıllıq məlumatlarında CO/GC təyini üçün çağırışlarda həyata keçirdi və CO/GC landşaft analizi, QTL analizi, namizəd gen axtarışı və əlyazma həyata keçirdi. yazı/fiqurun hazırlanması. Layihə BC, NH, SG və JH şirkətlərinin köməyi və təcrübəsi ilə AH və LG tərəfindən hazırlanmış, planlaşdırılmış və həyata keçirilmişdir. Kağız LG və AH tərəfindən NH və JH-nin köməyi ilə yazılmışdır. Bütün müəlliflər son əlyazmanı təsdiq etdilər.

    Müvafiq müəlliflər


    Bu müəlliflər bərabər töhfə verdilər: Aubin Thomas, Sylvain Barriere.

    Əlaqələr

    İnsan Genetika İnstitutu, CNRS UPR1142, Maşın öyrənməsi və gen tənzimlənməsi, Montpellier Universiteti, Montpellier, Fransa

    Aubin Tomas, Silvain Barriere, Lucile Broseus, Julie Brooke, Claudio Lorenzi, Jean-Philippe Villemin və William Ritchie

    AGAP, Univ Montpellier, CIRAD, INRA, Montpellier SupAgro, Montpellier, Fransa

    IGF, Centre National de la Recherche Scientifique, INSERM U1191, Montpellier Universiteti, Montpellier, Fransa

    Robert Sabatier və Christelle Reynes

    LIRMM, Université de Montpellier, CNRS, UMR5506, Montpellier, Fransa

    Institut Biologie Computationnelle, Montpellier, Fransa

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Siz həmçinin bu müəllifi PubMed Google Scholar-da axtara bilərsiniz

    Töhfələr

    W.R., A.T., S.B., J.B., C.R., R.S., G.B., L.B. A.M., C.L. alqoritmini tərtib etmişdir. hissəsi nəzərdə tutulmuşdur k-mer filtrləmə addımı A.T. və S.B. proqram təminatını kodlaşdırdı W.R., A.T., S.B., J.-P.V. təcrübələr tərtib etmişdir. W.R., A.T., S.B. məqalə yazdı.

    Müəllif


    Videoya baxın: درس خريطة الجينات - 1 (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Kangee

    Sizi maraqlandıran mövzuya görə çox sayda məlumatla sayta getməyinizi təklif edirəm. Özüm üçün çox maraqlı şeylər tapdım.

  2. Duzilkree

    Yaxşı iş!

  3. Seward

    Gözəl yazı üçün müəllif sayəsində. Tamamilə oxudum və özüm üçün çox maraqlı şeylər öyrəndim.

  4. Mohamad

    Detallar bu işdə çox vacibdir, çünki onsuz dərhal lazımsız cəfəngiyatla tanış ola bilərsiniz



Mesaj yazmaq