Bağlantı ve Rekombinasyon
Özet
Mendel'in bağımsız dağılım yasası, yalnızca farklı kromozomlarda ya da aynı kromozom üzerinde birbirinden yeterince uzakta yer alan genler için geçerlidir. Bu bölüm, aynı kromozom üzerindeki genlerin birlikte kalıtılması olgusunu (bağlantı) ve bu birlikteliğin krosing-over yoluyla kısmen bozulmasını (rekombinasyon) kapsamlı biçimde ele almaktadır. Bateson, Saunders ve Punnett'in Lathyrus odoratus çaprazlaması ki-kare testiyle çözümlenerek bağlantının ilk kanıtları gösterilmekte; Morgan'ın Drosophila melanogaster deneyleri, bağlantı grupları ve bulguların kromozom teorisiyle ilişkisi tartışılmaktadır. Tam ve eksik bağlantı, cis/trans konfigürasyonu, test çaprazlaması ve rekombinasyon frekansının harita birimine (centiMorgan) dönüştürülmesi sayısal örneklerle açıklanmaktadır. Krosing-overin mayoz sırasındaki sitolojik temeli (kiyazma, tetrat), iki kromatid ve dört kromatid modellerinin karşılaştırılması ve Neurospora tetrat analizleriyle doğrulanması ele alınmakta; çoklu ve çift krosing-overlerin harita mesafesini olduğundan küçük göstermesi ile Haldane haritalama fonksiyonu tartışılmaktadır. Üç noktalı çaprazlama üzerinden gen sırasının belirlenmesi, bölge bazlı rekombinasyon frekansları, koinsidans katsayısı ve interferens hesabı adım adım işlenmektedir. Bölüm, genetik ve fiziksel haritalar arasındaki farklar (sıcak-soğuk bölgeler, cinsiyet etkisi), moleküler işaretleyiciler, bağlantı dengesizliği haritalaması, GWAS ve genomik seleksiyon ile tamamlanmaktadır.
Mendel's law of independent assortment holds only for genes located on different chromosomes, or sufficiently far apart on the same chromosome. This chapter offers a comprehensive account of linkage, the tendency of genes on the same chromosome to be inherited together, and of recombination, the partial disruption of that association through crossing-over. The classic Lathyrus odoratus cross of Bateson, Saunders and Punnett is analysed with a worked chi-square test to demonstrate the first evidence of linkage, followed by Morgan's Drosophila melanogaster experiments, the concept of linkage groups, and their relationship to the chromosome theory of inheritance. The text explains complete and incomplete linkage, cis/trans configuration, the testcross, and the conversion of recombination frequency into map units (centiMorgans) with numerical examples. The cytological basis of crossing-over during meiosis (chiasmata, tetrads) is presented, the two-strand and four-strand models are compared and resolved through Neurospora tetrad analysis, and the distance-shortening effect of multiple and double crossovers is addressed alongside the Haldane mapping function. Three-point crosses are worked through step by step for gene order, region-specific recombination frequencies, the coefficient of coincidence and interference. The chapter closes with genetic versus physical maps, molecular markers, linkage disequilibrium mapping, GWAS and genomic selection.
Referanslar
Mendel G. Versuche über Pflanzenhybriden. Verh Naturforsch Ver Brünn. 1866;4:3-47.
Blixt S. Why didn't Gregor Mendel find linkage? Nature. 1974;250(5462):131-3.
Bateson W, Saunders ER, Punnett RC. Experimental studies in the physiology of heredity. Rep Evol Comm R Soc. 1905;2:1-131.
Morgan TH. An attempt to analyze the constitution of the chromosomes on the basis of sex-limited inheritance in Drosophila. J Exp Zool. 1911;11(4):365-413.
Sturtevant AH. The linear arrangement of six sex-linked factors in Drosophila, as shown by their mode of association. J Exp Zool. 1913;14(1):43-59.
Griffiths AJF, Wessler SR, Carroll SB, et al. Introduction to genetic analysis. 11th ed. New York: W. H. Freeman and Company; 2015.
Lewin B, Krebs JE, Goldstein ES, et al. Lewin's genes XI. Burlington: Jones & Bartlett Learning; 2014.
Morgan TH. Sex limited inheritance in Drosophila. Science. 1910;32(812):120-2.
Morgan TH, Sturtevant AH, Muller HJ, et al. The mechanism of Mendelian heredity. New York: Henry Holt and Company; 1915.
Brooker RJ. Genetics: analysis and principles. 6th ed. New York: McGraw-Hill Education; 2017.
Kuru M, Ergene S. Genetik (Örnek Problemlerle). 4th ed. Konya: Palme Yayıncılık; 2014. ISBN: 975-7477-98-2.
Klug WS, Cummings MR, Spencer CA, et al. Concepts of genetics. 12th ed. Boston: Pearson Education; 2019.
Hassold T, Hunt P. To err (meiotically) is human: the genesis of human aneuploidy. Nat Rev Genet. 2001;2(4):280-91.
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular biology of the cell. 6th ed. New York: Garland Science; 2015.
Haldane JBS. The combination of linkage values and the calculation of distances between the loci of linked factors. J Genet. 1919;8(4):299-309.
Sturtevant AH. The behavior of the chromosomes as studied through linkage. Z Indukt Abstamm Vererbungsl. 1915;13(1):234-87.
Barton NH, Charlesworth B. Why sex and recombination? Science. 1998;281(5385):1986-90.
Petes TD. Meiotic recombination hot spots and cold spots. Nat Rev Genet. 2001;2(5):360-9.
Jensen-Seaman MI, Furey TS, Payseur BA, Lu Y, Roskin KM, Chen CF, et al. Comparative recombination rates in the rat, mouse, and human genomes. Genome Res. 2004;14(4):528-38.
Botstein D, White RL, Skolnick M, Davis RW. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. Am J Hum Genet. 1980;32(3):314-31.
Goodwin S, McPherson JD, McCombie WR. Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies. Nat Rev Genet. 2016;17(6):333-51.
Slatkin M. Linkage disequilibrium--understanding the evolutionary past and mapping the medical future. Nat Rev Genet. 2008;9(6):477-85.
Meuwissen TH, Hayes BJ, Goddard ME. Prediction of total genetic value using genome-wide dense marker maps. Genetics. 2001;157(4):1819-29.
