Genetická vazba

Ke genetické vazbě dochází, když se určité alely dědí společně. Organismus může obvykle předávat alelu bez ohledu na to, která alela byla předána pro jiný gen. Je to proto, že chromozomy jsou během meiózy řazeny náhodně. Je však pravděpodobnější, že alely, které se nacházejí na stejném chromozomu, se budou dědit společně, a říká se, že jsou propojené.

Protože při segregaci chromozomů dochází k určitému křížení DNA, mohou se alely na stejném chromozomu oddělit a přejít do různých buněk. Je větší pravděpodobnost, že k tomu dojde, pokud jsou alely na chromozomu daleko od sebe, protože je pravděpodobnější, že mezi nimi dojde ke křížení.

Fyzickou vzdálenost mezi dvěma geny lze vypočítat na základě potomstva organismu, které vykazuje dva spojené genetické znaky, a zjistit procento potomstva, kde se tyto dva znaky nevyskytují společně. Čím vyšší je procento potomků, kteří nevykazují oba znaky, tím dále od sebe na chromozomu jsou.

Studium vazeb mezi mnoha geny umožňuje vytvořit mapu vazeb nebo genetickou mapu.

Mezi jedinci experimentální populace nebo druhu se některé fenotypy nebo znaky vyskytují náhodně ve vztahu k sobě navzájem způsobem známým jako nezávislý sortiment. Dnes vědci chápou, že k nezávislé selekci dochází, když se geny ovlivňující fenotypy nacházejí na různých chromozomech.

Výjimka z nezávislé asortáže nastává, když se geny objevují blízko sebe na stejném chromozomu. Pokud se geny vyskytují na stejném chromozomu, obvykle se dědí jako jedna jednotka. O takto děděných genech se říká, že jsou propojené. Například u ovocných mušek se geny ovlivňující barvu očí a délku křídel dědí společně, protože se vyskytují na stejném chromozomu.

V mnoha případech však i geny na stejném chromozomu, které se dědí společně, vedou k potomkům s neočekávanými kombinacemi alel. To je výsledkem procesu zvaného crossing over. Někdy se může na začátku meiózy chromozomový pár (tvořený chromozomem od matky a chromozomem od otce) proplést a vyměnit si úseky nebo fragmenty chromozomu. Pár se pak rozdělí a vytvoří dva chromozomy s novou kombinací genů, která se liší od kombinace dodané rodiči. Díky tomuto procesu rekombinace genů mohou organismy produkovat potomky s novými kombinacemi mateřských a otcovských znaků, které mohou přispívat k přežití nebo je zvyšovat.

Genetickou vazbu poprvé objevili britští genetici William Bateson a Reginald Punnett krátce po znovuobjevení Mendelových zákonů.

Pozorování Thomase Hunta Morgana, že množství křížení mezi propojenými geny se liší, vedlo k myšlence, že frekvence křížení by mohla ukazovat vzdálenost, která odděluje geny na chromozomu. Morganův student Alfred Sturtevant vytvořil první genetickou mapu, nazývanou také mapa vazeb.

Sturtevant navrhl, že čím větší je vzdálenost mezi spojenými geny, tím větší je šance, že se v oblasti mezi geny zkříží nesesterské chromatidy. Vypočítáním počtu rekombinantů je možné získat míru vzdálenosti mezi geny. Tato vzdálenost se nazývá jednotka genetické mapy (m.j.) nebo centimorgan a je definována jako vzdálenost mezi geny, pro které je jeden produkt meiózy ze 100 rekombinantní. Frekvence rekombinantů (RF) 1 % odpovídá 1 m.u. Mapa vazeb se vytváří tak, že se zjišťují mapové vzdálenosti mezi řadou znaků, které se vyskytují na stejném chromozomu, přičemž je ideální vyhnout se tomu, aby mezi znaky byly výrazné mezery, aby se předešlo nepřesnostem, které vzniknou v důsledku možnosti vícenásobných rekombinačních událostí.

Mapování vazeb má zásadní význam pro určení polohy genů, které způsobují genetická onemocnění. V normální populaci se genetické znaky a markery vyskytují ve všech možných kombinacích, přičemž četnost kombinací je dána četností jednotlivých genů. Pokud se například alely A a a vyskytují s frekvencí 90 % a 10 % a alely B a b na jiném genetickém lokusu s frekvencí 70 % a 30 %, bude frekvence jedinců s kombinací AB 63 %, což je součin frekvencí A a B, bez ohledu na to, jak blízko u sebe geny jsou. Pokud se však v určité subpopulaci nedávno vyskytla mutace v genu B, která způsobuje nějaké onemocnění, téměř vždy se vyskytuje s určitou alelou genu A, pokud jedinec, u kterého se mutace vyskytla, měl tuto variantu genu A a neproběhlo dostatečné množství generací, aby mezi nimi došlo k rekombinaci (pravděpodobně kvůli těsné vazbě na genetické mapě). V tomto případě, který se nazývá vazebná nerovnováha, je možné prohledat potenciální markery v subpopulaci a určit, kterému markeru je mutace blízká, a tím určit umístění mutace na mapě a identifikovat gen, u kterého mutace vznikla. Jakmile je gen identifikován, lze se na něj zaměřit a určit způsoby, jak nemoc zmírnit.

Mapa vazeb je chromozomová mapa druhu nebo experimentální populace, která zobrazuje polohu známých genů a/nebo markerů ve vztahu k sobě navzájem, nikoli jako konkrétní fyzické body na každém chromozomu.

Genetická mapa je mapa založená na frekvenci rekombinací mezi markery při křížení homologních chromozomů. Čím vyšší je frekvence rekombinace (segregace) mezi dvěma genetickými markery, tím větší vzdálenost mezi nimi se předpokládá. Naopak čím vyšší je frekvence asociace mezi markery, tím menší je fyzická vzdálenost mezi nimi. Historicky byly původně používány markery detekovatelných fenotypů (produkce enzymů, barva očí) odvozených z kódujících sekvencí DNA; nakonec se začaly používat potvrzené nebo předpokládané nekódující sekvence DNA, jako jsou mikrosatelity nebo ty, které vytvářejí RFLP.

Genetické mapy pomáhají výzkumníkům najít další markery, například jiné geny, a to testováním genetické vazby již známých markerů.

Genetická mapa není genová mapa.

Metoda Lod score pro propojení

Skóre Lod (logaritmus šancí) se používá k výpočtu pravděpodobnosti, že rodokmen vznikne náhodně nebo genetickou vazbou. Test vyvinul Newton E. Morton.

V praxi se vazba deklaruje, pokud je skóre LOD vyšší než 3 (tj. pravděpodobnost pozorování výsledku, pokud oba lokusy nejsou spojeny, je menší než 1 ku 1000).