En genética , el ligamiento completo (o absoluto ) [1] se define como el estado en el que dos loci están tan cerca que los alelos de estos loci prácticamente nunca se separan por entrecruzamiento . Cuanto más cerca esté la ubicación física de dos genes en el ADN, menos probable es que se separen por un evento de entrecruzamiento. En el caso de la Drosophila macho , hay una ausencia completa de tipos recombinantes debido a la ausencia de entrecruzamiento. Esto significa que todos los genes que comienzan en un solo cromosoma, terminarán en ese mismo cromosoma en su configuración original. En ausencia de recombinación, solo se esperan fenotipos parentales. [2]
El ligamiento genético es la tendencia de los alelos, que se encuentran muy cerca entre sí en un cromosoma, a heredarse juntos durante el proceso de meiosis en los organismos que se reproducen sexualmente. Durante el proceso de meiosis, los cromosomas homólogos se aparean y pueden intercambiar secciones correspondientes de ADN. Como resultado, los genes que originalmente estaban en el mismo cromosoma pueden terminar en cromosomas diferentes. Este proceso se conoce como recombinación genética . La tasa de recombinación de dos loci discretos corresponde a su proximidad física. Los alelos que están más cerca entre sí tienen tasas de recombinación más bajas que los que se encuentran más separados. La distancia entre dos alelos en un cromosoma se puede determinar calculando el porcentaje de recombinación entre dos loci. Estas probabilidades de recombinación se pueden utilizar para construir un mapa de ligamiento o una representación gráfica de la ubicación de los genes y los genes entre sí. Si el ligamiento es completo, no debería haber eventos de recombinación que separen los dos alelos y, por lo tanto, solo se deberían observar combinaciones parentales de alelos en la descendencia. La vinculación entre dos loci puede tener implicaciones significativas en la herencia de ciertos tipos de enfermedades. [3]
Los mapas genéticos o mapas de loci de rasgos cualitativos (QTL) se pueden generar utilizando dos métodos diferentes. Un método utiliza la frecuencia de los alelos marcadores y los compara con individuos seleccionados de las dos colas de la distribución de rasgos. Esto se denomina enfoque basado en rasgos y utiliza estrictamente información fenotípica solo para seleccionar los individuos para una muestra. El otro enfoque se denomina enfoque basado en marcadores (MB) y utiliza tanto la diferencia en las frecuencias de los alelos marcadores como los valores fenotípicos de cada genotipo marcador al seleccionar muestras. [4]
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En las células eucariotas diploides, la recombinación puede ocurrir durante el proceso de meiosis. Los cromosomas homólogos se aparean durante la meiosis antes de dividirse finalmente, lo que da como resultado dos células hijas haploides, cada una con una sola copia de cada cromosoma. Mientras los cromosomas homólogos están alineados, son libres de intercambiar segmentos correspondientes de su propio ADN con el de su homólogo. Esto da como resultado cromosomas que llevan tanto ADN materno como paterno. A través de la recombinación, las células hijas tienen la mayor cantidad de diversidad genética. [5]
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Una herramienta poderosa para interpretar y graficar conjuntos de datos de ligamiento se llama Agrupamiento jerárquico . El agrupamiento organiza las cosas en grupos según la similitud. En el caso del ligamiento, la similitud equivale a la proximidad física en un cromosoma. El agrupamiento jerárquico es un enfoque de abajo hacia arriba para el análisis de conglomerados, en el que los dos puntos de datos más cercanos se agrupan y se tratan como un solo punto de datos para el agrupamiento posterior. En el agrupamiento jerárquico de ligamiento completo, este proceso de combinar puntos de datos en conglomerados de tamaño creciente se repite hasta que todos los datos forman parte de un solo conglomerado. [6] El diagrama resultante de un análisis de conglomerados jerárquico se llama dendrograma , en el que los datos se anidan en corchetes de disimilitud creciente. Dos problemas comunes con el agrupamiento jerárquico incluyen la designación de una distancia específica de "similitud" entre dos puntos de datos, para generar asociaciones significativas entre los puntos de datos, y también cómo fusionar los puntos de datos, de una manera que sea útil para un agrupamiento posterior una vez que se hayan considerado similares. Se ha diseñado un algoritmo de agrupamiento cruzado con estimación automática del número de clústeres, que ayuda a resolver algunos de estos problemas. Al ajustar con precisión el número de clústeres esperados, se minimiza la posibilidad de asociar dos clústeres no relacionados. [7] Nuevamente, en este tipo de análisis, un único clúster resultante significa un vínculo completo, ya que todos los puntos de datos están dentro del rango de similitud asignado.
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La idea del ligamiento genético fue descubierta por primera vez por los genetistas británicos William Bateson , Edith Rebecca Saunders y Reginald Punnett . Thomas Hunt Morgan amplió la idea del ligamiento después de notar que en algunos casos la tasa observada de eventos de entrecruzamiento difería de la tasa esperada de eventos de entrecruzamiento. Atribuyó las tasas deprimidas de recombinación a la menor separación espacial de los genes en un cromosoma; planteando la hipótesis de que los genes que están ubicados más cerca en un cromosoma tendrán tasas de recombinación más pequeñas que aquellos que están más espaciados. [8] La unidad de medida que describe la distancia entre dos genes vinculados es el centimorgan , y lleva el nombre de Thomas Hunt Morgan. Un centimorgan es equivalente al porcentaje de recombinación. Dos loci con una frecuencia de recombinación del 2% se encuentran a 2 centimorgans de distancia. [9]
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La determinación de la relación entre genes también puede tener importantes beneficios económicos. El conocimiento sobre la relación entre los rasgos de la caña de azúcar ha permitido un crecimiento más productivo y lucrativo del cultivo. La caña de azúcar es un cultivo sostenible que constituye una de las fuentes de energía renovable económicamente más viables. Se utilizó el análisis de QTL para la caña de azúcar para construir un mapa de relación que identificó grupos de genes y loci relacionados importantes que pueden utilizarse para predecir la respuesta a la infección fúngica en una línea específica de caña de azúcar. [11]
El mapeo de ligamiento también puede ser útil para determinar los patrones de herencia de rasgos como las enfermedades psicológicas. Los estudios de ligamiento de los trastornos de pánico y de ansiedad han indicado regiones de interés en cromosomas específicos. Los cromosomas 4q21 y 7p se consideran regiones candidatas sólidas para los loci de los trastornos de ansiedad asociados al pánico y al miedo. Conocer la ubicación específica de estos loci y su probabilidad de ser heredados juntos en función de su ligamiento puede ofrecer información sobre cómo se transmiten estos trastornos y por qué a menudo se presentan juntos en los pacientes. [12]
