交叉原理與基因重組距離計(jì)算
我們討論了交叉的原理魔眨。這節(jié)課上卵迂，我們將利用該原理來(lái)計(jì)算基因間的重組距離济锄。隨后，你會(huì)看到我們?nèi)绾卫迷撛斫M建出基因組圖譜或是多個(gè)基因MAP餐抢。
基因鏈接與染色體圖譜
首先现使，讓我們先來(lái)復(fù)習(xí)上節(jié)課中重要的知識(shí)點(diǎn)。我們會(huì)用基因鏈接來(lái)繪制染色體圖譜旷痕，這是我們最終的目標(biāo)碳锈。而且重要的是，正如我們之前所說(shuō)苦蒿，由于染色體是線性的殴胧，相鄰的基因一般都在雜交后會(huì)保持其關(guān)聯(lián)性。因此佩迟，兩個(gè)位置靠得很近的基因一般會(huì)被同時(shí)遺傳团滥。同理，相離很遠(yuǎn)的基因在遺傳后同時(shí)繼承的幾率很小报强。
母代和重組基因型的傳遞規(guī)律
相距很近時(shí)灸姊，子代一般會(huì)得到母代的基因型。相離較遠(yuǎn)時(shí)秉溉，子代會(huì)得到母代和重組后的基因型力惯。一般會(huì)觀察到所有的可能基因聯(lián)系。在這個(gè)情況下召嘶，可能沒(méi)有任何的重組或交叉在兩個(gè)基因間父晶，這意味著兩基因相當(dāng)接近，其之間的鏈接并沒(méi)有被打破弄跌〖缀龋或者說(shuō)沒(méi)有任何的聯(lián)系，也就是50%的重組铛只。這一般發(fā)生于同染色體上相距非常遠(yuǎn)，亦或者是不同染色體，兩基因彼此之間是獨(dú)立的壳贪。如果有50%重組和50%母代基因型的話。
使用基因標(biāo)記判斷染色體變化
現(xiàn)在讓我們來(lái)看看如何判斷這些染色體上發(fā)生了什么非竿。我以前展示過(guò)這些染色體，假定其為點(diǎn)A谋竖、點(diǎn)B和點(diǎn)C红柱。我們?nèi)绾蔚弥鼽c(diǎn)所對(duì)應(yīng)的外顯型變化呢？答案是使用基因標(biāo)記圈盔”荆基因標(biāo)記也就是基因組上參考點(diǎn)，這些點(diǎn)有著兩個(gè)及以上的等位基因驱敲，它們有兩種或更多的形式铁蹈。你并不需要知道它們具體所在位置。聽(tīng)起來(lái)很滑稽众眨，因?yàn)槟憧梢愿鶕?jù)這不完整的數(shù)據(jù)來(lái)繪制圖譜握牧。你可以看作是了解其基因間的相對(duì)位置，卻不清楚其絕對(duì)位置所在娩梨。
打個(gè)比方來(lái)說(shuō)沿腰，我告訴你三個(gè)基因名字：ADH、ACT狈定、ALDH颂龙，并且告訴你ALDH在另外兩個(gè)的中間，但你并不知道其所在的染色體纽什。這沒(méi)關(guān)系措嵌，你只是剛開(kāi)始制作圖譜。
分子和外顯型作為基因標(biāo)記
基因標(biāo)記可以是分子芦缰。沒(méi)錯(cuò)企巢，作為分子意味著要使用生物分子技術(shù)來(lái)測(cè)定其，比如說(shuō)初步的PCR（聚合酶鏈反應(yīng)）让蕾，然后在凝膠上測(cè)量浪规。看到左下角的圖上探孝，繪制不同的等位基因笋婿。這個(gè)可以是AA個(gè)體，也就是有著兩個(gè)大寫(xiě)A的等位基因顿颅；這個(gè)是aa個(gè)體萌抵，也就是有著兩個(gè)小寫(xiě)a的等位基因；這個(gè)是異合子元镀，有著小寫(xiě)a和大寫(xiě)A各一個(gè)绍填。
這是一個(gè)陣列。在這個(gè)例子中栖疑，基因在凝膠上聚集讨永，較小的碎片比比較大的碎片移動(dòng)得快。因此遇革，我們發(fā)現(xiàn)小a有著相同數(shù)量的樣本卿闹，而大A則沒(méi)有該規(guī)整性。因此萝快，小a樣本移動(dòng)速度較慢锻霎，并且比較排位較考上。這只是一個(gè)例子揪漩，不用糾結(jié)于具體的細(xì)節(jié)旋恼，這只是為了展示給你看人們測(cè)定基因標(biāo)記的方法。
基因標(biāo)記的另一種形式：外顯型
基因標(biāo)記并不一定是分子奄容，它們也可以是外顯型冰更。標(biāo)記可以是影響生物外顯的。我們已經(jīng)討論過(guò)有紅色眼睛和有白色眼睛的果蠅外顯變異昂勒。假設(shè)說(shuō)紅眼果蠅是AA或者是Aa蜀细，因?yàn)槲覀冎兰t眼是顯性的；這個(gè)白色的雌性果蠅可能是aa戈盈。很明顯奠衔，這里有著某種核苷酸差異，控制眼睛顏色的基因有著某些DNA序列的不同塘娶，導(dǎo)致了aa個(gè)體有著白色的眼睛归斤。我們可以視該性狀為基因標(biāo)記。
事實(shí)上血柳，這是最為廣泛使用的測(cè)量方法官册。在上個(gè)世紀(jì)，即使今天难捌，該方法仍被普遍使用于繪制基因圖譜膝宁。這也是我們繪制遺傳性疾病圖譜的方法。我們會(huì)回到這個(gè)話題「酰現(xiàn)在我們一般使用控制性雜交或是譜系员淫，這兩個(gè)基本是相同的方法』鞯校控制性雜交也就是將紅眼果蠅和白眼果蠅結(jié)合介返。譜系是觀察已發(fā)生于家族中的性狀，也就是說(shuō)觀察已知情況。假設(shè)說(shuō)你祖父有棕色眼睛圣蝎，并且你的祖母有藍(lán)色眼睛刃宵，看一下發(fā)生了什么，我們可以推斷出基因型并繪制圖譜徘公。
測(cè)交實(shí)驗(yàn)：純合子與異合子
好的牲证，讓我們來(lái)學(xué)習(xí)測(cè)交。我們需要做的是判斷母代和重組的基因型关面。首先坦袍，我們假定純合子的基因型AABB與aabb交叉，假設(shè)紅色的是雌性等太，藍(lán)色的是雄性捂齐，使其繁衍后代。這個(gè)是異合子AaBb缩抡，我們知道這個(gè)階段奠宜，并且清楚上面的是來(lái)自雌性果蠅，底下的是來(lái)自雄性果蠅缝其。接下來(lái)挎塌，我們將這個(gè)子代和純合子再一次交叉，我們將其與aabb内边。如果A和B基因是完全鏈接的榴都，我們應(yīng)該會(huì)得到一個(gè)什么比率呢？如果沒(méi)有基因間交叉的話我們會(huì)看到什么呢漠其？
仔細(xì)思考一下嘴高，如果ab間沒(méi)有交叉的話，我們應(yīng)該僅得到母代基因型和屎。在這個(gè)例子中拴驮，該個(gè)體母代基因型是AB，這一個(gè)是ab柴信，這個(gè)個(gè)體會(huì)提供ab基因套啤，并沒(méi)有被找到。如果兩基因是完全連接的話随常，你不應(yīng)該有任何這些潜沦。
不同實(shí)驗(yàn)條件下的基因重組
那么讓我們來(lái)進(jìn)行一個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)。假設(shè)說(shuō)兩基因完全不連接绪氛，假設(shè)其兩基因甚至在不同的染色體上唆鸡，之后會(huì)發(fā)生什么？在不同的染色體上有著四種情況枣察，事實(shí)上它們應(yīng)該各占四分之一争占。因此燃逻，這些是母代的基因型，這些是重組基因型臂痕。一般的后代會(huì)有重組基因伯襟，因此這些是重組的基因型。
部分連接的基因重組率
我想讓你思考一個(gè)問(wèn)題刻蟹。這兩個(gè)極端之間不是完全鏈接逗旁，也不是完全不連接。也就是說(shuō)在同一染色體舆瘪，它們只是有點(diǎn)連接。比方說(shuō)它們靠近各自红伦，但并不是直接連接的英古。在這個(gè)情況下，你會(huì)得到部分的母代和部分的重組基因型昙读。也就是說(shuō)這個(gè)比50%多但少于100%召调，并且這個(gè)比50%少但多于0%。這個(gè)重組率清楚得指出AB兩基因間的距離蛮浑，距離越遠(yuǎn)唠叛，重組率離50%越接近；距離越近沮稚，重組率越接近于0%艺沼。
果蠅交叉實(shí)驗(yàn)
讓我們用果蠅的交叉的例子來(lái)看看。現(xiàn)在我們來(lái)交叉有著變異的果蠅蕴掏，兩個(gè)有著不同的變異障般。從左邊的開(kāi)始，這個(gè)有明紅色的眼睛盛杰，不同于別的常規(guī)的果蠅眼睛顏色挽荡，也就是一種暗紅色。交叉后觀察這些雌性果蠅有著殘留翅膀即供，這些果蠅的殘翼比正常的果蠅的翅膀要小很多定拟。這部分雄蠅有著正常翅膀，它們有丹砂紅眼記做cn陽(yáng)性逗嫡，同時(shí)是vg陰性青自，因?yàn)樗鼈冇兄５幕颉Ｏ鄬?duì)來(lái)說(shuō)祸穷，這些殘翼雌性有著cn陰性性穿，因?yàn)樗鼈冇邪导t色的眼睛，她們并沒(méi)有變異的丹砂紅色眼睛雷滚。
交叉果蠅的后代分析
那么需曾，如果我們交叉這些雌雄果蠅會(huì)得到什么呢？這些變異有了明紅色眼睛，變異的性狀是記為陽(yáng)性呆万。我們交叉這些變異的紅眼雄性和殘翼的雌性果蠅商源，這些果蠅的子一代會(huì)有正常的眼睛和翅膀。我們可以推斷出什么呢谋减？
果蠅的顯性與隱性分析
我們可以判斷很多東西牡彻。首先從這個(gè)丹砂眼開(kāi)始，這個(gè)明亮的紅色眼睛是顯性還是隱形的呢出爹？在這個(gè)例子中我們知道其必然是隱形的庄吼，對(duì)吧？因?yàn)槲覀兘徊媪说ど把酆驼Ｑ鄣墓壯暇停詈筮@些果蠅都是正常眼总寻，所以正常必然是顯性，丹砂眼必然是隱性梢为。同理可得渐行，殘翼定然是隱形。因?yàn)槲覀兘徊嬉戆l(fā)育不完全的果蠅和正常的果蠅铸董，其后代均有正常翅膀祟印，因此正常的翅膀是顯性，殘翼是隱形粟害。
果蠅的基因型組合
那么這些果蠅的基因型是什么呢蕴忆？別忘了我們最一開(kāi)始是cn陽(yáng)性vg陰性對(duì)cn陰性vg陽(yáng)性，這后代的基因型也就是其二者的組合我磁，得出這樣的等位基因組合：一個(gè)是cn陽(yáng)性vg陰性的孽文，一個(gè)是cn陰性vg陽(yáng)性的。這就是組合夺艰，并且我們可以假定其位于同一個(gè)染色體芋哭，事實(shí)上兩基因在相同染色體上。
讓我們假定我們?nèi)匀辉诓孪胗舾薄Ｎ覀兘徊媪?strong>F1雌性减牺，哦，這些是所謂的F1雌性存谎，這些的子一代拔疚，我將把它們和這些雄性交叉產(chǎn)育后代。那么既荚，這個(gè)雄性的基因型會(huì)是什么呢稚失？如果它擁有兩個(gè)均為隱形的變異，它的基因型會(huì)是什么呢恰聘？既然其兼具兩個(gè)突變句各，雄性必然是純合子吸占，也就是cn陽(yáng)性vg陽(yáng)性，因?yàn)樗忻骷t色眼和殘翼凿宾。
我們將把這些雄性與F1雌性結(jié)合矾屯，后代的母代和重組基因型又會(huì)有多少呢？子代會(huì)長(zhǎng)什么樣呢初厚？
好件蚕，讓我們想想這個(gè)問(wèn)題。會(huì)總是變異形態(tài)嗎产禾？父系總會(huì)提供變異排作，也就是說(shuō)cn陽(yáng)性vg陽(yáng)性，永遠(yuǎn)都會(huì)得到這種組合下愈，無(wú)論是否發(fā)生基因重組纽绍。雖說(shuō)果蠅雄性間不會(huì)產(chǎn)生重組。
