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Mapeo genético. Métodos de mapeo de genes. Sevostyanova Natalia Vladimirovna Doctor en Ciencias Médicas, Profesor del Departamento de Biología y Genética

Diapositiva 2.

Planificar el mapeo de genes. Tarjetas cromosómicas. Tarjetas citológicas. Métodos de mapeo de genes. Pruebas de mutaciones para alelismo. Mutaciones cromosómicas.

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El mapeo genético es la definición de la posición del gen de recogida con respecto a otros genes de este cromosoma. Cuantos más genes son conocidos por esta especie, más precisos los resultados.

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El mapa genético del cromosoma es un esquema de la disposición mutua de genes ubicados en un grupo de embrague. Como usted sabe, D. MelanoGaster en el conjunto diploide de cuatro pares de cromosomas.

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Esta tarjeta solo se puede hacer para objetos en los que se han estudiado un gran número de genes mutantes. Por ejemplo, Drosophila se ha identificado más de 500 genes localizados en 4 grupos de embrague. Grupo - cromosomas sexicos (xx - hembras, xy - machos), II, III, IV - autosomas.

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Maíz: más de 400 genes distribuidos en 10 grupos de embrague.

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Para compilar los mapas genéticos de los cromosomas, es necesario identificar muchos genes mutantes y numerosos cruces.

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Los mapas genéticos de los cromosomas son para cada par de cromosomas homólogos. Los grupos de embrague están numerados sucesivamente a medida que se detectan. Indique también los nombres completos o abreviados de los genes mutantes, sus distancias en Morganids. Indique el lugar de los centrómeros.

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En objetos menos estudiados, el número de grupos de embrague descubiertos es menor que los cromosomas del cromosoma. En bacterias, que son organismos haploides, hay uno, más a menudo continuo, cromosoma anillo y todos los genes forman un grupo de embrague. Mapa genético del cromosoma de los palos intestinales.

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Generar métodos de mapeo Definición física con restricción Mapas de microscopía electrónica de electroforesis de distancias intergénicas: en nucleótidos determinación genética de frecuencias de recombinación entre genes, en particular, en análisis familiar, etc. La hibridación citogenética de la preparación in situ del método de eliminación de híbridos de células monocromómicas, etc.

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Pruebas de mutaciones en el alelismo Prueba funcional para alelismo, lo que le permite determinar si los alelos mutantes pertenecen a un lugar o diferente. Se obtiene por híbridos (heterocaron), en los que las dos mutaciones estudiadas están ubicadas en diferentes cromosomas homólogos, una posición trans.

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Si ambas mutaciones actúan sobre diferentes funciones independientes (afectan a dos genes diferentes), entonces tal híbrido tiene un fenotipo salvaje, como se forma un diagroterosigot, en el que los alelos normales dominan mutantes. Si las mutaciones estudiadas actúan en la misma función (el mismo gen está dañado), el híbrido debe tener un fenotipo mutante.

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Diapositiva 13.

La prueba CIS se obtiene mediante híbridos en los que ambas mutaciones estudiadas son presentadas por uno de los padres, mientras que en los cromosomas de otros hay alelos normales. Los híbridos con la posición CIS de las mutaciones deben tener un fenotipo de tipo salvaje, independientemente de si las mutaciones en estudio están en un o diferentes genes. Esta es la razón del uso raro de la prueba CIS.

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Diapositiva 14.

Para construir un mapa genético de los eucariotas del cromosoma, use el reticulador meiótico y mitótico. Una comparación de los mapas genéticos de los cromosomas construidos por diferentes métodos en la misma especie revela el mismo orden de los genes, aunque la distancia entre los genes específicos en los mapas genéticos Mazeiotic y Mitóticos de los cromosomas puede variar. Algunos de estos errores se pueden observar utilizando métodos citogenéticos.

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La bisagra de la cruz maiótica es proceso difícil, durante los cuales los errores son posibles. El intercambio cruzado se realiza mediante la retención de tipo. La ilustración citológica de este mecanismo puede servir como una bisagra cruzada meiótica entre los cromátidos de la hermana sólida. A veces, la reunión de cromatida es incorrecta, y esto puede llevar a la formación de cromosomas diáceos y fragmentos acentrados.

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Diapositiva 16.

Normalmente los mapas genéticos del cromosoma en Eukaryota lineal. Al construir mapas genéticos de los cromosomas en la translocación heterozygot, se obtiene un mapa genético del cromosoma en forma de cruz. Esto indica que la forma de las tarjetas refleja la naturaleza de la conjugación de los cromosomas.

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Diapositiva 17.

Los intercambios de cruce con errores de las cromátidas de la reunión se llaman intercambios de U. Los intercambios en U se encuentran en muchas especies de plantas y animales. Los más detallados han sido estudiados en Rye (Jones, Brumtton, 1971). La frecuencia de las configuraciones de U en RYE puede alcanzar el 30-40% por célula, o 4-5% por bivalente. La frecuencia de los intercambios en U sin sentido es significativamente más alta que la enfermería. La cromatida incorrecta de la reunión puede ser uno de los factores que conducen a la formación de juegos desequilibrados.

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Diapositiva 18.

La tarjeta citológica se compila sobre la base del estudio de los cromosomas pulidos, lo que le permite comparar la estructura de la proteína sintetizada con una cierta sección del cromosoma (genoma), ya que el área transcrita se determina bajo un microscopio en forma de un puf Esto le permite determinar la localización del gen.

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Diapositiva 19.

El mapa citológico cromosómico es una foto o un patrón de cromosoma preciso, que marca la secuencia de la ubicación del gen. Se basa en la base de comparar los resultados de analizar el cruce y los reordenamientos cromosómicos. Por ejemplo, si el cromosoma con genes dominantes perderá constantemente loci individuales (cuando se expongan a mutágenos), los signos recesivos comenzarán a aparecer en el heterosigoto. El procedimiento para manifestaciones indicará la secuencia de la ubicación del gen.

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Diapositiva 20.

El método del mapa citológico se basa en el uso de reordenamientos cromosómicos. Cuando se irradia y la acción de mutágenos en los cromosomas, las pérdidas (eliminaciones) o la inserción (duplicación) de pequeños fragmentos comparables en magnitud con uno o más loci se observan a menudo. Por ejemplo, los heterocigotos se pueden usar en los cromosomas, uno de los cuales llevará al grupo de los alelos dominantes siguiéndose unos a otros, y el homólogo a ello es un grupo de alelos recesivos de los mismos genes ABCDE / ABCDE. Si en el cromosoma con genes dominantes, hubo una pérdida de genes individuales, por ejemplo, los heterocigotos ABC / ABCDE se manifestarán por signos recesivos de DE. En este principio, el método de las eliminaciones superpuestas utilizadas en la construcción de tarjetas citológicas se basa!

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Diapositiva 21.

Los mapas citogenéticos de los cromosomas se compilan sobre la base del color diferencial (rayas oscuras y ligeras) y el mapeo de genes en loci de cromosomas separados.

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Diapositiva 22.

Los mapas citogenéticos proporcionan información sobre la disposición del gen en el cromosoma en relación con sus sitios identificados por los métodos de tinción diferencial. Gracias a esta coloración del cromosoma en el campo de la vista del microscopio, se ve "transversalmente asignado".

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Diapositiva 23.

La ubicación de las áreas pintadas (bandas) es específica para cada cromosoma.

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Diapositiva 24.

El uso del método de pescado le permite construir mapas citogenéticos con una resolución de 2-5 MB, y sus modificaciones para los cromosomas de interfase - 0, 1 MB. Por lo tanto, la localización del gen mapada con el método de pescado se puede configurar en la subsección y LOKUSABOND.

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Diapositiva 25.

Genes de mapeo con mutaciones cromosómicas mutaciones intrahromosomales: transformación de material genético dentro de un cromosoma. Interchromosomal - Perestroika, como resultado de lo cual dos cromosomas no homólogos intercambian sus secciones. Las mutaciones cromosómicas son cambios en la estructura de los cromosomas.

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Diapositiva 26.

INVERSION INVERSION - Reestructuración cromosómica asociada con la rotación de secciones individuales de cromosoma 180 °, A. Stemitom se abrió en 1926

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Diapositiva 27.

Inversión paracéntrica: se producen dos lágrimas de cromosomas, tanto en un lado de los centrómeros. En el sitio entre los puntos de la brecha se realizan 180. Inversión porcentrico: los puntos de descanso se encuentran en ambos lados del centrómero.

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Diapositiva 28.

Inversión, inventario heterocigoto, el bucle se forma en los cromosomas. Algunos individuos homocigotos en las inversiones se producen sin cambios.

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Diapositiva 29.

En los individuos heterocigotos en la inversión paracéntrica, un "bloqueo" del reticulador ocurre de la siguiente manera: En el caso de la encrucijada entre los genes C y D, se forman dos productos: cromosomas acentrados y cromosomas dicéntricos, es decir, sin centrómero y con dos centrómeros, respectivamente. Ambas combinaciones son letales.

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Diapositiva 30.

Forma diccentrés un "puente cromosómico" en la meiosis de Anafase 1, que es visible bajo el microscopio. Ambas combinaciones son letales. Por lo tanto, como resultado de un reticulante, se forman gamets no viables, y no hay descendencia.

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Diapositiva 31.

Con inversión porcentrico, en el caso de encrucijados entre genes C y D, también se obtienen dos productos. DOBCING A Y DETERIÓN F. Cada uno de los cromosomas obtenidos es la duplicación de una región cromosómica no invertida y la eliminación de la otra. Como resultado, tales gamets no están enfocados y no se detectan cruces. Así como las inversiones porcentidas paracéntricas "bloqueadas" el reticulante. Dado que el reticulante en la sección invertida del cromosoma "bloqueado", puede haber mutaciones diferentes de las que se localizan en el fragmento homólogo del cromosoma, pero no invertido. Este fenómeno se llama el polimorfismo de la inversión de las poblaciones.

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Diapositiva 32.

Los cromosomas con inversiones múltiples se utilizan al crear balanceador, es decir, líneas que me permiten mantener mutaciones letales y mutaciones en la fertilidad. Un ejemplo es una línea con L. Los equilibradores más confiables, es decir, que contienen varias inversiones, son bases, líneas de binsn. La construcción de cromosomas de equilibrio es esencialmente el primer ejemplo de ingeniería genética. Otro ejemplo de equilibrador - Línea SU (alas curvas, mortalidad), en la que la mutación dominante se conjuge con una inversión larga, emocionante casi todo el segundo cromosoma. En la descendencia del cruce de heterocigotos, solo las moscas de las clases de los padres sobreviven, es decir, la línea está equilibrada y el estudio de hojas /, manteniéndose constantemente en el estado heterocigoto.

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Diapositiva 33.

El uso de eliminaciones para la localización de genes se llamó el método de mapeo de eliminación. Eliminación de la eliminación: la pérdida del sitio del cromosoma. Las deleciones se abrieron en 1917 por los métodos genéticos Bridgez. En el cromosoma normal, los genes se ubican en un determinado orden: TABCDEF cuando es posible la pérdida de fragmentos del cromosoma, se pueden perder dos opciones fundamentales: ABEF o ABC I.E., la parte promedio o final del cromosoma puede perderse.

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Diapositiva 34.

Las translocaciones son la perestroika cromosómica, como resultado de qué parte del cromosoma se transfiere a otro lugar del mismo cromosoma u otro cromosoma. ¡Pero el número total de genes no cambia! Las translocaciones fueron abiertas por K. Bridgerz en 1923 en Drosophila.

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Diapositiva 35.

Las translocaciones intrachromosómicas surgen como resultado de la formación de tres brechas y transfieren el segmento cromosómico a otra área del mismo cromosoma. Las translocaciones recíprocas intercrosomales surgen como resultado de la formación de dos roturas y compartir por cromosomas no homólogos.

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Diapositiva 36.

Dos cromosomas como resultado de fragmentos recíprocos forman una translocación heterocigótica. Si se forman tres huecos y el fragmento de cromosoma se elimina de un cromosoma y se incrustó en otro, esta es una translocación de inserción.

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Diapositiva 37.

El ejemplo más sorprendente cuando el gen se mapeó con la ayuda de la translocación, la mopajía de Dunene. El gen mopático duquesa se localiza en el cromosoma X y generalmente se manifiesta por la miopatía severa en los niños. Sin embargo, se encontraron varios casos de un cuadro clínico típico de la miopatía en las mujeres. Resultaron asociarse con translocaciones entre el cromosoma X y los autosomas, y en el cromosoma X, la brecha siempre se localizó en el área XP21.

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Diapositiva 38.

Mapeo El gen a veces se puede lograr utilizando el efecto de dosis del gen. En caso de eliminación, debemos esperar una disminución en el 50% del producto genético (esto es principalmente una enzima). Fue de esta manera que el cromosoma del gen de la fosfatasa de glóbulos rojos se montó en el cromosoma 2.

Genes de mapeo mapeo de genes, Mapeo - Mapeo de genes.

La determinación de la posición de este gen en cualquier cromosoma en relación con otros genes; Usa tres grupos principales de métodos. KG. - Físico (definición con tarjetas de restricción, microscopía electrónica y algunas variantes de distancias intergénicas electroforesis - en nucleótidos), genética (definición de frecuencias de recombinación entre genes, en particular, en análisis familiar, etc.) y citogenético (hibridación in situ.<hibridación in situ\u003e, obteniendo híbridos de células monocromomomóminas<híbrido de células monocromosómicas.\u003e, método de eliminación<mapeo de eliminación.\u003e et al.); En la genética humana, se adoptan 4 grados de fiabilidad de la localización de este gen, confirmados (instalados en dos o más laboratorios independientes o en el material de dos y más objetos de prueba independientes), preliminar (1 laboratorio o 1 familia analizada), contradictorio (incomprensión de estos diferentes investigadores), dudosos (datos no refinados finalmente de un laboratorio); El Apéndice 5 muestra un resumen (a partir de 1992-93) genes estructurales, oncogenes y pseudoógeno en genomas humanos y, incluidas algunas mutaciones, ratones.

(Fuente: "Diccionario anglano-ruso de términos genéticos". Arefiev v.A., L. L., Moscú: editorial Vniro, 1995)

Mira lo que es "Mapeo de genes" en otros diccionarios:

genes de mapeo - Determinación de la posición de este gen en cualquier cromosoma en relación con otros genes; Usa tres grupos principales de métodos k.g. Físico (definición con tarjetas de restricción, microscopía electrónica y algunas opciones de electroforesis ... ...

Genes de mapeo - Determinación de la posición de este gen en cualquier cromosoma en relación con otros genes. El mapeo genético implica la determinación de las distancias en la frecuencia de la recombinación entre los genes. Mapeo físico utiliza algunos métodos ... ... Diccionario de psicogenético

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Mapeo de mapeo híbrido de radiación con hibrids irradiados [celdas]. Modificación del método de mapeo de genes mediante la hibridación de las células somáticas de una celda de clon híbrido "Roedor ˟ People" que contiene solo 1 cromosoma ... ... Biología molecular y genética. Diccionario.

Establecimiento del orden de los genes y distancias relativas entre ellos en el grupo de embrague ... Gran diccionario médico

Alfred Stephevant (Empleado de Morgan) sugirió que la frecuencia del reticulador en el sitio entre los genes localizados en un cromosoma puede servir como una distancia de la distancia entre los genes. En otras palabras, la frecuencia de reticulación expresada por la proporción del número de individuos cruzados al número total de individuos es directamente proporcional a la distancia entre los genes. Luego, puede usar la frecuencia de reticulación para determinar la disposición mutua de los genes y la distancia entre los genes.

El mapeo genético es la definición de una posición de cualquier gen con respecto a dos (al menos) otros genes. La constancia del porcentaje del reticulante entre ciertos genes le permite localizarlos. La distancia entre los genes entre los genes es 1% de bisagra cruzada; En honor a Morgan, esta unidad se llama. morganida (M), o centimorganida (cm).

En la primera etapa de mapeo, es necesario determinar el agente del gen al grupo de embrague. Cuantos más genes son conocidos por esta especie, los resultados más precisos del mapeo. Todos los genes se dividen en los grupos de embrague.

El número de grupos de embrague corresponde a un conjunto de cromosomas haploides. Por ejemplo, U. D. MELANOGASTER 4 grupos de embrague, en maíz - 10, en el mouse - 20, en humanos - 23 grupos de embrague. Si hay cromosomas genitales, se indican adicionalmente (por ejemplo, en humanos 23 del grupo de embrague más cromosoma y).

Como regla general, el número de genes en grupos de embrague depende de las dimensiones lineales de los cromosomas correspondientes. Por lo tanto, la mosca de la fruta tiene un punto (iv) (cuando se analiza en el microscopio de luz) cromosoma. En consecuencia, el número de genes en él es muchas veces menos que en el resto, significativamente superior a su longitud. También se debe tener en cuenta que en áreas heterocromáticas de los cromosomas genéticos no hay o casi no, por lo tanto, las áreas extendidas de heterocromatina constitutivas pueden cambiar algo de la proporcionalidad del número de genes y la longitud del cromosoma.

Basado en el mapeo genético, se compilan los mapas genéticos. En los mapas genéticos, el gen extremo (es decir, el más remoto del centrómero) corresponde al punto cero (fuente). La lejanía de cualquier gen del punto cero se indica en los Morganes.

Si los cromosomas son suficientemente largos, la eliminación del gen del punto cero puede exceder los 50 m, entonces la contradicción surge entre las distancias marcadas en un mapa que excede el 50%, y la posición postulada anteriormente, según la cual el 50% de los cruces obtenidos. En el experimento en realidad debería significar la ausencia de embrague, t. e. Localización de genes en diferentes cromosomas. Esta contradicción se explica por el hecho de que durante la preparación de mapas genéticos, se resumen las distancias entre los dos genes más cercanos, lo que excede el porcentaje observado experimentalmente de la bisagra cruzada.

Después de una breve consideración de los métodos básicos utilizados con mayor frecuencia en la genética molecular para estudiar la estructura y los mecanismos del funcionamiento del gen, parece apropiado en el ejemplo del genoma de una persona más detalles para familiarizarse con la aplicación práctica de estos métodos y sus modificaciones a Estudia grandes genomas. Para investigar de manera integral al genoma humano, este colosal en términos del volumen de repositorio de su información genética ha sido desarrollado e implementado recientemente por un programa internacional especial "Proyecto del genoma humano"). La tarea principal del programa es construir mapas genéticos integrales de una gran resolución de cada uno de los 24 cromosomas de una persona, que, en última instancia, debe completarse mediante la determinación de la estructura total de ADN primario de estos cromosomas. Actualmente, el trabajo del proyecto está en pleno apogeo. En caso de finalización exitosa (y esto debería ocurrir en 2003), la humanidad tendrá las perspectivas de un estudio exhaustivo de la importancia funcional y los mecanismos del funcionamiento de cada uno de sus genes, así como los mecanismos genéticos, la gestión de la biología humana y el establecimiento de la Causas de la mayoría de las condiciones patológicas de su cuerpo.

1. Enfoques principales para mapear un genoma de hombre.

La solución de la tarea principal del programa del genoma del hombre incluye tres etapas principales. En la primera etapa, es necesario dividir específicamente a cada cromosoma individual en una parte de un tamaño más pequeño, lo que permite su análisis adicional mediante métodos conocidos. La segunda etapa de la investigación implica determinar la disposición mutua de estos fragmentos de ADN individuales en relación entre sí y su localización en los propios cromosomas. En la etapa final, es necesario determinar la definición de la estructura de ADN primaria de cada uno de los fragmentos caracterizados por los cromosomas y hacer una secuencia continua completa de sus nucleótidos. El problema del problema no se completará si las secuencias encontradas de nucleótidos no podrán localizar todos los genes genéticos y determinar su valor funcional. Se requiere el paso de los tres pasos anteriores, no solo para obtener características exhaustivas del genoma humano, sino también de cualquier otro genoma de gran tamaño.

1. Tarjetas de embrague genético

Tarjetas de embrague genético representar esquemas unidimensionales de ubicación mutua marcadores genéticos en cromosomas individuales. En los marcadores genéticos, se entienden cualquier signo fenotípico heredado que difieren en individuos individuales. Los signos fenotípicos que cumplen con los requisitos de los marcadores genéticos son muy diversos. Incluyen ambas características de comportamiento ni predisposición a ciertas enfermedades y signos morfológicos de organismos completos o sus macromoléculas que difieren en la estructura. Con el desarrollo de métodos simples y efectivos para estudiar macromoléculas biológicas, dichos signos conocidos como marcadores moleculares, comenzó a ser usado para ser utilizado en la construcción de mapas de embrague genético. Antes de continuar hasta la consideración de los métodos para construir tales tarjetas y sus valores para el estudio del genoma, es necesario recordarle que el término " embrague"Se usa en genética para designar la probabilidad de una transferencia conjunta de dos signos de uno de los padres a la descendencia.

En la formación de células genitales (juegos) en animales y plantas en la etapa de meiosis, como regla general, se produce sinapseis (conjugación) de cromosomas homólogos. Los cromátidos de enfermería de los cromosomas homólogos están conectados a lo largo de toda la longitud entre sí, y como resultado cruzinchiera (La recombinación genética entre cromátidas) se intercambia por sus partes. Los dos marcadores genéticos más lejanos van entre sí en cromatida, mayor será la probabilidad de que la brecha cromatida, que sea necesaria para la bisagra cruzada, se producirá entre ellos, y se separarán dos marcadores en el nuevo cromosoma que perteneciente al nuevo gameto se separará de entre sí, es decir, Su embrague se romperá. Unidad de adherencia de marcadores genéticos es morganida (Unidad de Morgan, M), que contiene 100 santimorganid. (cm). 1 cm corresponde a la distancia física en el mapa genético entre dos marcadores, la recombinación entre los que ocurre con una frecuencia del 1%. La base de 1 cm expresada en parajos corresponde a 1 millones. (M.p.o.) ADN.

Sin embargo, los mapas de embrague genético reflejan correctamente el orden de los marcadores genéticos en los cromosomas, sin embargo, las distancias obtenidas entre ellos no corresponden a distancias físicas reales. Típicamente, este hecho está asociado con el hecho de que la eficiencia de la recombinación entre las cromátidas en algunas secciones de los cromosomas puede variar mucho. En particular, se suprime en las secciones heterocromáticas de los cromosomas. Por otro lado, en los cromosomas a menudo hay "puntos calientes" de recombinación. El uso de frecuencias de recombinación para construir mapas genéticos físicos sin tener en cuenta, estos factores conducirán a distorsiones (respectivamente, inclinación o sobreestimación) de distancias reales entre los marcadores genéticos. Por lo tanto, los mapas de embrague genético son los menos precisos de todos los tipos disponibles de mapas genéticos, y se pueden considerar solo como la primera aproximación a las tarjetas físicas reales. Sin embargo, en la práctica, son precisamente ellos y solo permiten la localización de marcadores genéticos complejos (por ejemplo, asociados con los síntomas de la enfermedad) en las primeras etapas del estudio y hacen posible que la explore. Debe recordarse que en ausencia de reticulante, todos los genes en el cromosoma individual se transmitirían de sus padres a la descendencia, ya que están físicamente vinculados entre sí. Por lo tanto, los cromosomas individuales se forman. grupos de Gene Clutch, Y una de las primeras tareas de construir mapas de embrague genético está clasificando el gen estudiado o una secuencia de nucleótidos a un grupo de embrague específico. En la pestaña. II.4 LISTADO métodos modernoscual, según v.a. McKuska, más utilizada para construir mapas de embrague genético hasta finales de 1990