Centimorgan

Unidad para medir el ligamiento genético.

En genética , un centimorgan (abreviado cM ) o unidad de mapa ( mu ) es una unidad para medir el vínculo genético . Se define como la distancia entre posiciones cromosómicas (también denominadas loci o marcadores ) para la cual el número promedio esperado de cruces cromosómicos intermedios en una sola generación es 0,01. A menudo se utiliza para inferir la distancia a lo largo de un cromosoma. Sin embargo, no es una verdadera distancia física.

Relación con la distancia física

El número de pares de bases a los que corresponde varía ampliamente a lo largo del genoma (diferentes regiones de un cromosoma tienen diferentes propensiones al entrecruzamiento ) y también depende de si la meiosis en la que se produce el entrecruzamiento forma parte de la ovogénesis (formación de gametos femeninos) o espermatogénesis (formación de gametos masculinos).

En el ser humano, un centimorgan equivale en promedio a aproximadamente 1 millón de pares de bases. ^{[1] [2]} La relación es aproximada, ya que la distancia cromosómica física correspondiente a un centimorgan varía de un lugar a otro en el genoma, y ​​también varía entre hombres y mujeres, ya que la recombinación durante la formación de gametos en las mujeres es significativamente más frecuente que en las mujeres. machos. Kong et al. calcularon que el genoma femenino tiene 4460 cM de largo, mientras que el genoma masculino tiene solo 2590 cM de largo. ^[3] Plasmodium falciparum tiene una distancia de recombinación promedio de ~15 kb por centimorgan: los marcadores separados por 15 kb de ADN (15.000 nucleótidos) tienen una tasa esperada de cruces cromosómicos de 0,01 por generación. Tenga en cuenta que los genes no sintéticos (genes que residen en diferentes cromosomas) están inherentemente desvinculados y las distancias cM no son aplicables a ellos.

Relación con la probabilidad de recombinación.

Debido a que la recombinación genética entre dos marcadores se detecta sólo si hay un número impar de cruces cromosómicos entre los dos marcadores, la distancia en centimorgans no corresponde exactamente a la probabilidad de recombinación genética. Suponiendo la función de mapa de JBS Haldane , en la que el número de cruces cromosómicos se distribuye según una distribución de Poisson , ^[4] una distancia genética de d centimorgans conducirá a un número impar de cruces cromosómicos y, por tanto, a una recombinación genética detectable, con probabilidad

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

${\displaystyle {}=\sum _{k=0}^{\infty }e^{-d/100}{\frac {(d/100)^{2\,k+1}}{(2\,k+1)!}}=e^{-d/100}\sinh(d/100)={\frac {1-e^{-2d/100}}{2}}\,,}$

donde sinh es la función seno hiperbólica . La probabilidad de recombinación es aproximadamente d /100 para valores pequeños de d y se acerca al 50% cuando d tiende al infinito.

La fórmula se puede invertir, dando la distancia en centimorgans en función de la probabilidad de recombinación:

${\displaystyle d=50\ln \left({\frac {1}{1-2\ P({\text{recombination}})}}\right)\,.}$

Etimología

El centimorgan fue nombrado en honor del genetista Thomas Hunt Morgan por JBS Haldane . ^[5] Sin embargo, su unidad matriz, el morgan, rara vez se utiliza en la actualidad.

Ver también

• Tasa de mutación

Referencias

1. Oficina de Investigación de Enfermedades Raras. "Términos y definiciones". Institutos Nacionales de Salud . Archivado desde el original el 17 de julio de 2012.
2. Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Matsudaira, Pablo; Káiser, Chris A.; Krieger, Monty; Scott, Mateo P.; Zipursky, Lawrence; Darnell, James (2004). Biología celular molecular, (5ª ed.). San Francisco: WH Freeman. págs.396. ISBN 0-7167-4366-3. ...en humanos, 1 centimorgan en promedio representa una distancia de aproximadamente 7,5x10E5 pares de bases
3. Kong, Agustín; Gudbjartsson, Daniel F.; Sainz, Jesús; Jonsdóttir, Gudrun M.; Gudjonsson, Sigurjon A.; Richardsson, Bjorgvin; Sigurdardottir, Sigrun; Barnard, Juan; Hallbeck, Björn; Masson, Gisli; Shlien, Adán; Palsson, Stefan T.; Frigge, Michael L.; Thorgeirsson, Thorgeir E.; Gulcher, Jeffrey R.; Stefansson, Kari (10 de junio de 2002). "Un mapa de recombinación de alta resolución del genoma humano". Genética de la Naturaleza . 31 (3): 241–247. doi :10.1038/ng917. PMID  12053178.
4. Helms, Ted (2000). "Función de mapeo de Haldane". Departamento de Ciencias Vegetales, Universidad Estatal de Dakota del Norte. Archivado desde el original el 21 de marzo de 2012.
5. Haldane, JBS (1919). "La combinación de valores de vinculación y el cálculo de distancias entre los lugares geométricos de factores vinculados". Revista de Genética . 8 : 299–309. Se sugiere que la unidad de distancia en un cromosoma tal como se definió anteriormente se denomine "morgan", por analogía con el ohmio, el voltio, etc. La unidad de distancia de Morgan es, por tanto, un centimorgan. (pág. 305)

Otras lecturas

• Xin-Zhuan Su; Ferdig, Michael T.; Yaming Huang; Chuong Q. Huynh; Liu, Anna; Jingtao usted; Wootton, John C.; Wellems, Thomas E. (noviembre de 1999). "Un mapa genético y parámetros de recombinación del parásito de la malaria humana Plasmodium falciparum". Ciencia . 286 (5443): 1351-1353. doi : 10.1126/ciencia.286.5443.1351. PMID  10558988.