Połączenie a rekombinacja
Między łączeniem a rekombinacją możemy zidentyfikować pewne różnice, ponieważ są to dwie różne koncepcje związane z genetyką. Dlatego nie należy ich mylić. W rzeczywistości powiązanie opisuje występowanie genów na tym samym chromosomie, a rekombinacja opisuje mieszanie się genów między homologicznymi chromosomami podczas mejozy w procesie zwanym krzyżowaniem.
Co to jest powiązanie?
Geny znajdujące się blisko siebie w tym samym chromosomie są znane jako geny połączone. Ponieważ są one blisko siebie i znajdują się w tym samym chromosomie, nazywane są grupą połączoną i mają tendencję do dziedziczenia razem jako jednostka podczas mejozy podziału komórek. Oznacza to, że geny połączone nie są zgodne z zasadą Mendla niezależnego sortowania (dwa allele zlokalizowane w określonym locus/lokalizacji rozdzielają się (segregują) w dwie komórki niezależnie od innych alleli w innych loci).
Powiązanie można podzielić na dwa typy:
Całkowite powiązanie – gdy geny znajdują się bardzo blisko siebie i nie wykazują krzyżowania, określa się to jako całkowite powiązanie. Daje to potomstwo nierekombinowane. Oznacza to, że fenotyp i genotyp roślin potomnych są takie same jak ich rośliny mateczne.
Niekompletne połączenie – gdy geny znajdują się w tym samym chromosomie i wykazują pewne skrzyżowanie podczas mejozy, mówi się, że są to geny niecałkowicie połączone. Testowanie pod kątem niepełnego połączenia można przeprowadzić za pomocą krzyża testowego. Na przykład, roślinę, która jest heterozygotyczna dla dwóch cech, powinna zostać skrzyżowana z rośliną, która jest recesywna dla tej konkretnej cechy. Ten typ krzyżówki wytwarza dwie gamety rekombinowane i dwie gamety nierekombinowane. Np. łysienie typu u mężczyzn powiązane z markerami genetycznymi w chromosomie X oraz kolorem klatki piersiowej i poczwarki australijskiej muchy plujki Luciliácuprina.
Przykład łysienia dla niekompletnego połączenia
W zależności od umiejscowienia alleli połączonych genów na chromosomach homologicznych istnieją dwa rodzaje konfiguracji:
Konfiguracja sprzęgania (Cis) – sytuacja, w której dwa dominujące allele znajdują się na jednym chromosomie, a dwa allele recesywne na drugim chromosomie.
Konfiguracja odpychania (trans) – sytuacja, w której każdy chromosom zawiera jeden allel dominujący i recesywny.
Co to jest rekombinacja?
Geny znajdujące się w tym samym chromosomie mogą przechodzić z jednego homologicznego chromosomu do drugiego w procesie zwanym crossover. W wyniku tego powstają chromosomy z nowymi kombinacjami genów w porównaniu z układem genów w komórce macierzystej (ryc. 2). Dlatego chromosomy z tymi nowymi kombinacjami genów są znane jako chromosomy rekombinowane, a zatem proces ten nazywa się rekombinacją.
Crossover produkuje rekombinanty
Odsetek rekombinantów wytworzonych w krzyżowaniu nazywany jest częstotliwością rekombinacji, którą można obliczyć w następujący sposób:
Częstotliwość rekombinacji=(liczba rekombinantów w potomstwie) / (całkowita liczba w potomstwie) 100 %
Istnieją dwa rodzaje procesów rekombinacji, które mogą mieć miejsce podczas mejozy:
Rekombinacja międzychromosomalna – rekombinacja zachodzi pomiędzy genami znajdującymi się na różnych chromosomach. Np. niezależny asortyment anafazy mejozy I.
Rekombinacja wewnątrzchromosomowa – rekombinacja zachodzi między genami znajdującymi się na tym samym chromosomie. Np. przejście profazy mejozy I.
Gdy rekombinacja zachodzi w połączonych genach, powstałe potomstwo wykazuje większość nierekombinantów i mniejszą częstotliwość rekombinantów.
Jaka jest różnica między łączeniem a rekombinacją?
• Połączenie pomaga utrzymać pewne geny razem w tym samym chromosomie, podczas gdy proces rekombinacji powoduje mieszanie genów między chromosomami.
• Połączenie to zjawisko, które można zaobserwować w każdym typie komórki. Jednak rekombinacja jest procesem zachodzącym podczas mejozy I.
• Rekombinacja nie występuje, gdy istnieje pełne połączenie. Jednak rekombinacja występuje, gdy geny nie są całkowicie połączone (lub są niecałkowicie połączone).
• Niecałkowicie połączone geny przechodzą rekombinację wewnątrzchromosomalną.
• Gdy rekombinacja zachodzi w niezależnie sortujących genach, rekombinanty i nierekombinanty występują w równych proporcjach, natomiast gdy rekombinacja zachodzi w niecałkowicie połączonych genach, częstość rekombinacji jest mniejsza niż 50%, a częstość rekombinacji jest większa niż 50%.
• Zarówno sprzężenie, jak i rekombinację można wykorzystać do tworzenia map genetycznych/analizy sprzężeń (mapy, które pokazują lokalizacje genów).
Zdjęcia dzięki uprzejmości:.
- Łysienie wzorcowe u mężczyzn wg Walijskiego (CC BY 3.0)
- Cross over product rekombinanty autorstwa Jeffreya Mahra (CC BY 4.0)
