Этот ответ в основном скопирован из моих ответов здесь и здесь .

Важность полиморфизма

Чтобы понять, какое поколение подвергать обратному скрещиванию, очень важно, чтобы вы понимали, зачем нам нужны полиморфные локусы.

Если хотя бы один локус гомозиготен

Если событие рекомбинации произойдет между двумя локусами, где хотя бы один гомозиготен, то вы ничего не увидите. Рассмотрим, например, следующие последовательности нитей у диплоидного человека.

-----A-----B----
-----a-----B----

Независимо от того, происходит рекомбинация или нет, две возможные хромосомы передаются потомству.

-----A-----B----
-----a-----B----

Следовательно, вы не можете сказать, произошла ли рекомбинация.

Если оба локуса гетерозиготны

Теперь рассмотрим следующее индивидуальное

-----A-----B----
-----a-----b----

Если между двумя интересующими локусами не произошло события рекомбинации, то две возможные хромосомы, которые будут переданы, будут

-----A-----B----
-----a-----b----

Если, с другой стороны, между двумя интересующими локусами произошло событие рекомбинации, то две возможные хромосомы, которые будут переданы, будут

-----A-----b----
-----a-----B----

Таким образом, вы можете сказать, произошла рекомбинация или нет.

Статистика рекомбинации

Ниже немного математики. Эти уравнения в основном предназначены для любопытства, поскольку можно понять ответ, не понимая математики, стоящей за ним.

Определения$r$а также$M$

Вы путаетесь между двумя разными статистическими данными

• Скорость рекомбинации$r$между двумя локусами
  • $r$- вероятность того, что две последовательности, обнаруженные в двух локусах, останутся в одной и той же гамете после того, как произошла рекомбинация. Эта вероятность не может быть больше 0,5 ($0 \le r \le 0.5$).
• Расстояние в Моргансе$M$(или чаще в сантиМорганах) между двумя локусами
  • $M$- ожидаемое количество кроссинговеров, происходящих между двумя локусами.

Морганы и сантиМорганы

Вы заметите, что я говорю на Морганах, а не на сантиморганах, что необычно для литературы, но помогает передать интуитивное понимание того, что это значит. если$M= 150$сантиМорганы$= 1.5$Морганса, то ожидаемое число кроссинговеров между двумя локусами равно 1,5. Ниже приведены еще несколько пояснений к этим двум определениям с некоторыми рисунками :)

Тематическое исследование с локусами AиB

Пока$M$а также$r$тесно связаны, это не совсем одно и то же. Рассмотрим следующую последовательность с локусами AиB

---[A]------------------[B]---

Предположим, что два локуса находятся очень далеко друг от друга и$M=2$. Вероятность получить именно$k$поэтому кроссоверы задаются распределением Пуассона со скоростью$M=2$

$$P(k) = \frac{e^{-M}M^k}{k!}$$

Скажем, для данного случая, что$k=1$(произошел одиночный кроссинговер). Этот переход представлен знаком «/» ниже.

---[A]-------------/----[B]---

Здесь ясно, что две последовательности в локусах Aи Bбудут разделены. Скажем теперь, что$k=2$(произошло два кроссовера).

---[A]---/-----/--------[B]---

Здесь, даже если кроссоверы произошли, две последовательности в локусах Aи Bостанутся вместе. Только последовательность между двумя кроссинговерами будет исходить от гомологичной хромосомы.

Отношения между$r$а также$M$- в словах

Вы можете увидеть это из предыдущего раздела. Вероятность$r$из этих двух локусов Aи Bбыть разделенными посредством рекомбинации — это вероятность того, что между ними произойдет нечетное число событий рекомбинации (зная, что$M$ожидаемое количество кроссинговеров).

Отношения между$r$а также$M$- в уравнении

Сначала посчитаем вероятность$p_{even}$что происходит четное число кроссинговеров. Эта вероятность как раз

$$p_{even} = \sum_{k = 0}^{\infty}{e^{-M}M^{2k} \over (2k)!}$$

, где я только что добавил константу$2$до$k$как в числителе, так и в знаменателе. С некоторой алгеброй и триггером можно показать, что

$$p_{even} = \sum_{k = 0}^{\infty}{e^{-M}M^{2k} \over (2k)!} = e^{-M}\sum_{k = 0}^{\infty}{M^{2k} \over (2k)!} =$$

$$e^{-M} \: cosh(m) = e^{-M}\left ( \frac{e^{M} + e^{-M}}{2}\right ) = {1 + e^{-2M}\over 2}$$

В качестве,$r = p_{odd} = 1 - p_{even}$,

$$r = 1 - {1 + e^{-2M}\over 2} = {1 - e^{-2M}\over 2}$$

Вот так! У нас есть отношения между$r$а также$M$! Давайте нарисуем это

Отношения между$r$а также$M$- на графике

Я только что нарисовал приведенное выше уравнение в Mathematica ( Plot[y = (1 - Exp[-2 M ])/2, {M, 0, 5}])

Вот тот же график, но увеличенный при более низких значениях$r$а также$M$( Plot[y = (1 - Exp[-2 M ])/2, {M, 0, 0.1}])

На графике хорошо видно, что при малых значениях$M$, в качестве$M$увеличивается$r$возрастают квазилинейно ($M≈r$). Для больших значений$M$,$r$все еще увеличивается, но все медленнее и медленнее, пока не достигнет асимптоты/плато при$\frac{1}{2}$.$r$действительно ограничено между 0 (когда$M=0$) а также$\frac{1}{2}$(когда$M=\infty$).

Обратите внимание на тот факт, что сумма вероятностей каждого четного$k$в распределении Пуассона всегда меньше или равно 0,5, что само по себе является интересным математическим фактом!

Да, так оно и работает, насколько я знаю

Поскольку теоретическая часть довольно проста. Если гены находятся в одной и той же хромосоме, вероятность их разделения при сегрегации во время мейоза ниже.

Рассмотрим простой пример

---------A--b---------------c----de--- ----------------f

Пусть это будет веревка с 6 точками abcdef. Если бы я сделал произвольный разрез где-нибудь здесь, вероятность того, что a, b разделятся, намного ниже, чем a, f... потому что a и f настолько далеко друг от друга, что любой разрез посередине обеспечит их разделение. Если вы посмотрите на это еще раз... вероятность того, что d, e будут разделены, ЧРЕЗВЫЧАЙНО низка.

Это принцип СВЯЗИ

Теперь позвольте мне сказать, что ген a означает высокий, b - голубой и f - пушистый... (не судите персонажей)

Теперь, если это часть родительской хромосомы, и происходит мейоз, мы все знаем, что кроссинговер также является явлением, связанным с этим.

Теперь при кроссинговере.....a и f обязательно разделятся, так что они будут разбираться независимо, подчиняясь закону Менделя

Но когда мы говорим об а и b, они могут разделяться, а могут и не разделяться в разных гаметах.

Чем ближе они расположены, тем меньше вероятность их разделения и, следовательно, выше вероятность их появления в одной гамете и, следовательно, выше вероятность их проявления в одном и том же потомстве (при условии, что они доминантны).

давайте предположим, что мы скрестили голубой высокий (доминантный) с зеленым карликом (рецессивный). Как вы знаете, f1 будет синим высоким (без неполного доминирования, пожалуйста)

Теперь, если я возьму этот синий высокий и скрещу его с родительским зеленым карликом

У вас будет очень большое количество голубых высоких и зеленых карликов (помните, что есть аллели ОДНОГО ГЕНА.... И ЗАНИМАЮТ ОДИНАКОВЫЕ ЛОЦИ) (поэтому..... высокая вероятность того, что оба встречаются вместе в одной гамете)

Поэтому количество рекомбинантов, которые вы получите, будет очень низким (синий карлик и зеленый высокий ........, поскольку вероятность того, что эти персонажи войдут в разные гаметы, очень мала)

Следовательно, мы можем сделать вывод, что чем выше число рекомбинаций.... выше вероятность сегрегации генов, что подразумевает большее расстояние между генами)

Следовательно, более высокая частота рекомбинации подразумевает большее расстояние между двумя сцепленными генами.

Надеюсь, вы поняли концепцию и не пытаетесь запомнить ее как силу. Спасибо.