Centimorgan

Unidad para medir el ligamiento genético

En genética , un centimorgan (abreviado cM ) o unidad de mapa ( mu ) es una unidad para medir el ligamiento genético . Se define como la distancia entre posiciones cromosómicas (también denominadas loci o marcadores ) para las cuales 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 distancia física verdadera.

Relación con la distancia física

El número de pares de bases al 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 tiene lugar el entrecruzamiento es parte de la ovogénesis (formación de gametos femeninos) o de la espermatogénesis (formación de gametos masculinos).

Un centimorgan corresponde a aproximadamente 1 millón de pares de bases en humanos en promedio. ^{[1] [2]} La relación es solo 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 mujeres es significativamente más frecuente que en hombres. 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 entrecruzamientos cromosómicos de 0,01 por generación. Tenga en cuenta que los genes no sinténicos (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 solo 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 mapeo de Haldane , ideada con el mismo nombre por JBS Haldane , el número de cruces cromosómicos se distribuye de acuerdo con una distribución de Poisson , ^[4] una distancia genética de d centimorgans conducirá a un número impar de cruces cromosómicos y, por lo 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 recibió su nombre en honor al genetista Thomas Hunt Morgan por parte de JBS Haldane . ^[5] Sin embargo, su unidad madre, el morgan, rara vez se utiliza hoy en día.

Véase 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, Paul; Kaiser, Chris A.; Krieger, Monty; Scott, Matthew P.; Zipursky, Lawrence; Darnell, James (2004). Biología celular molecular (5.ª ed.). San Francisco: WH Freeman. págs. 396. ISBN. 0-7167-4366-3... en los 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). "Haldane's Mapping Function". 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 ligamiento y el cálculo de distancias entre los loci de factores ligados". Journal of Genetics . 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 lo tanto, un centimorgan. (p. 305)

Lectura adicional

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