遺傳連鎖
遺傳連鎖（英語：genetic linkage，或稱基因連鎖）是指有性生殖中的減數分裂期在同一染色體上兩個位置靠得很近的基因的DNA序列有同時被遺傳的傾向。若兩個遺傳標記所在的基因座相互靠得很近，則在染色體互換過程中它們被分離進入不同染色單體中的可能性較小，並因此得名為遺傳「連鎖」。換言之，同染色體上兩個基因的距離越近，二者發生基因重組的概率就越低，就越容易被同時遺傳。不同染色體上的基因是完全不連鎖的，但其可能有害的等位基因的外顯度可能受其他等位基因的影響，而這些其他等位基因可能位於別的染色體上。[1]
遺傳連鎖是孟德爾定律最明顯的例外。首個證實存在遺傳連鎖的實驗完成於1905年。當時，人們還不知道為什麼某些性狀會共同遺傳。後來的研究揭示了基因是與物理距離相關的物理結構。
一般用厘摩（cM）單位來衡量遺傳連鎖的程度。兩個遺傳標記之間的距離為1 cM表示每100個減數分裂產物中，兩者在1個中分離到了不同的染色體，或者說每50次減數分裂發生1次。
發現
孟德爾的自由組合定律提出，每種性狀的繼承是與其他性狀相互獨立的。但對他的實驗進行重複時，研究者發現了例外情況。1905年，英國遺傳學家威廉·貝特森、伊迪絲·麗貝卡·桑德斯和雷金納德·龐尼特在實驗中做了和孟德爾的做法相似的豌豆雜交實驗。[2][3]他們對甜豌豆的性狀遺傳有興趣，並且正在研究兩個基因——花色（P紫色和p紅色）基因和花粉粒的形狀（L長和l短）。他們雜交了純種PPLL和ppll並對子代PpLl進行自交。
根據孟德爾定律，表型PL:Pl:pL:pl的比例應當為9:3:3:1。然而，他們觀察到的是更高的PL和pl頻率、更低的Pl和pL的頻率：
| 表型及基因型 | 觀測值 | 9:3:3:1理論值 |
|---|---|---|
| 紫，長（P_L_） | 284 | 216 |
| 紫，圓（P_ll） | 21 | 72 |
| 紅，長（ppL_） | 21 | 72 |
| 紅，圓（ppll） | 55 | 24 |
該實驗揭示了P與L等位基因和p與l等位基因之間的連鎖。 P與L同時出現和p與l同時出現的頻率，大於重組的Pl和pL。F2雜交比回交更難計算重組的頻率[4]，但上表中實際觀察到的重組子代數與期望的子代數不吻合，甚至不到50%。這表明兩個因素以某種方式相互作用，阻止其他兩種表型的出現，而產生了這種差異。他們得出了這樣的結論：一些性狀是相互關聯的，因為它們在染色體上彼此接近。
托馬斯·亨特·摩爾根的工作擴展了對連鎖的理解。摩爾根觀察到，連鎖基因之間的交叉互換數量不同，這使得交叉頻率可能表明染色體上基因分離的距離。以他的名字命名命名的單位「厘摩」（centimorgan）被用作表示交叉互換的頻率。
連鎖圖譜
連鎖圖譜（也稱遺傳圖譜）是一個物種或實驗種群的表格，用於展示其已知基因或遺傳標記之間的用重組頻率推算出的相對位置，而非它們在每個染色體上的具體物理距離。連鎖圖譜是由托馬斯·亨特·摩爾根的學生阿爾弗雷德·斯特蒂文特首先提出的。
連鎖圖譜是一種基於同源染色體交叉過程中，遺傳標記間重組頻率的圖譜。兩個遺傳標記之間的重組（分離）頻率越大，就認為它們相距越遠。歷史上最初使用的標記是由編碼區DNA序列產生的可觀測表型（酶的產生、眼睛的顏色）；後來，研究者也使用已證實或假定的非編碼DNA序列，如微衛星或產生限制性片段長度多態性（RFLPs）的片段。
通過檢測已知遺傳標記的連鎖，連鎖圖譜可以幫助研究人員定位其他遺傳標記（例如其他基因）。在繪製連鎖圖譜的早期階段，人們用這些資料來識別基因連鎖群，即一組已知存在連鎖的基因。隨着知識的進步，更多的標記可以添加到一個連鎖群中，直到這個連鎖群覆蓋整個染色體。[6]對於已得到充分研究的生物體，其連鎖群與染色體之間是一一對應關係。
參見
參考文獻
- ^ Cooper, DN; Krawczak, M; Polychronakos, C; Tyler-Smith, C; Kehrer-Sawatzki, H. Where genotype is not predictive of phenotype: towards an understanding of the molecular basis of reduced penetrance in human inherited disease. Human genetics. October 2013, 132 (10): 1077–130. doi:10.1007/s00439-013-1331-2.
- ^ Lobo, Ingrid; Shaw, Kenna. Discovery and Types of Genetic Linkage. Scitable. Nature Education. [21 January 2017]. （原始內容存檔於2020-05-12）.
- ^ Bateson, W; Saunders, ER; Punnett, RC. Reports to the Evolution committee of the Royal Society. London: Harrison and Sons, Printers. 18 May 1904 [21 January 2017].
- ^ Fisher, RA; Balmukand, B. The estimation of linkage from the offspring of selfed heterozygotes. Journal of Genetics. July 1928, 20 (1): 79–92. S2CID 27688031. doi:10.1007/BF02983317.
- ^ Mader, Sylvia. Biology Ninth Edition. New York: McGraw-Hill. 2007: 209. ISBN 978-0-07-325839-3.
- ^ Griffiths, AJF. An Introduction to Genetic Analysis 7th. W. H. Freeman. 2000 [2022-06-15]. （原始內容存檔於2022-01-24）.