Metode peta konstruksi kromosom yang berbeda disebut pemetaan genetik. Pemetaan genetik mencakup proses berikut:
1. Penetapan Linkage Group:
Sebelum memulai pemetaan genetik kromosom suatu spesies, seseorang harus mengetahui jumlah pasti kromosom spesies tersebut dan kemudian, ia harus menentukan jumlah total gen spesies tersebut dengan menjalani eksperimen hibridisasi antara galur liar dan galur mutan.
godogs.org.uk/wp-content/blogs.dir/34/files/2013/02/Retriever-breeds1.png
Dengan teknik hibridisasi yang sama, juga dapat dengan mudah ditentukan bahwa berapa banyak sifat fenotipik tetap selalu bersama atau terkait dan akibatnya penentu atau gen mereka selama pewarisan. Dan dengan demikian, kelompok keterkaitan yang berbeda dari suatu spesies dapat diselesaikan.
2. Penentuan Jarak Peta:
Jarak intergen pada kromosom tidak dapat diukur dalam satuan biasa yang digunakan dalam mikroskop cahaya; ahli genetika menggunakan unit arbitrer untuk mengukur unit peta, untuk menggambarkan jarak antara gen yang terhubung. Sebuah unit peta sama dengan 1 persen persilangan (rekombinan); yaitu, ini mewakili jarak linier sepanjang kromosom yang diamati dengan frekuensi rekombinasi 1 persen.
Jarak ini juga dapat dinyatakan dalam satuan Morgan; satu unit Morgan mewakili 100 persen persilangan. Jadi, 1 persen pindah silang juga dapat dinyatakan sebagai 1 centimorgan (1 cM), 10 persen pindah silang sebagai 1 decimorgan dan seterusnya. Unit Morgan dinamai untuk menghormati TH Morgan; namun, sebagian besar ahli genetika lebih menyukai unit peta.
Contoh:
- Jika hibrid F 1 dengan genotipe Ab/aB menghasilkan 8% persilangan gamet AB dan ab, maka jarak antara A dan B diperkirakan 16 unit peta atau centimorgan.
- Jika jarak peta antara lokus gen B dan C adalah 12 centimorgan, maka 12% gamet dari genotipe BC/bc harus merupakan tipe crossover, yaitu 6% bC.
Karena, setiap chiasma menghasilkan 50% produk persilangan, 50 persen persilangan setara dengan 50 unit peta atau centimorgan. Jika jumlah rata-rata Chiasmata diketahui untuk pasangan kromosom, panjang total peta untuk kelompok keterkaitan tersebut dapat diprediksi:
Panjang total = rata-rata jumlah Chiasmata × 50
Salib Tes Dua Titik:
Persentase persilangan antara dua gen tertaut dihitung dengan persilangan uji di mana Dihibrid F1 disilangkan dengan induk resesif ganda. Persilangan demikian karena melibatkan persilangan pada dua titik, sehingga disebut persilangan uji dua titik.
Sebagai contoh, suatu Dihibrid bergenotipe Ac/ac disilangkan dengan tetua resesif ganda (ac/ac), maka di antara hibrida uji silang F2 diperoleh 37% gen dominan pada kedua lokus gen (AC/ac), 37 % gen resesif pada kedua lokus gen (ac/ac), 13% gen dominan pada lokus gen pertama dan gen resesif pada lokus gen kedua (Ac/ac).
Dua kelompok terakhir (yaitu, 13% Ac/ac) dan 13% aC/ac) diproduksi oleh gamet persilangan (13 + 13) dari induk Dihibrid. Jadi 26% dari semua gamet (13 + 13) adalah tipe persilangan dan jarak antara lokus A dan C diperkirakan 26 centimorgan. Karena, persilangan ganda biasanya tidak terjadi antara gen yang berjarak kurang dari 5 centimorgan, jadi untuk gen yang berjauhan, digunakan persilangan uji tiga titik.
Palang Uji Tiga Titik:
Uji silang tiga titik atau uji silang trihibrid (melibatkan tiga gen) memberi kita informasi mengenai jarak relatif antara gen-gen ini, dan juga menunjukkan kepada kita urutan linier di mana gen-gen ini harus ada pada kromosom. Uji silang tiga titik seperti itu dapat dilakukan jika tiga titik atau lokus gen pada pasangan kromosom dapat diidentifikasi oleh gen penanda.
Jika, selain gen A dan C yang ditunjukkan di atas, gen penanda ketiga B terletak cukup dekat dalam kelompok pertautan yang sama, ketiga penanda tersebut dapat digunakan bersama dalam melakukan analisis jarak peta dan posisi relatif yang lebih tepat. dari ketiga poin tersebut.
Misalkan kita menguji silang individu-individu trihibrid dengan genotipe ABC/abc dan menemukan keturunannya sebagai berikut:
Untuk mencari jarak AB kita harus menghitung semua persilangan (baik tunggal maupun ganda) yang terjadi di daerah I = 18% + 2% atau = 20% atau 20 satuan peta antara lokus A dan B. Untuk mencari jarak BC kita harus menghitung lagi hitung semua persilangan (tunggal dan ganda) yang terjadi di wilayah II = 8%+2% = 10% atau 10 unit peta antara lokus B dan C. Oleh karena itu, jarak AC adalah 30 unit peta ketika persilangan ganda terdeteksi di percobaan hubungan tiga titik dan 26 unit peta ketika persilangan ganda tidak terdeteksi dalam percobaan hubungan dua titik di atas.
Tanpa penanda tengah (B), persilangan ganda akan muncul sebagai tipe induk dan karenanya kami meremehkan jarak peta sebenarnya (persentase persilangan). Dalam hal ini 2% persilangan ganda akan muncul dengan 72% tipe parental, sehingga total 74% tipe parental dan 26% tipe rekombinan.
Oleh karena itu, untuk setiap tiga gen tertaut yang jaraknya diketahui, jumlah persilangan yang dapat dideteksi antara dua penanda luar A dan C ketika penanda tengah B hilang adalah; (Persentase persilangan AB) plus (persentase persilangan BC) dikurangi (2 × persentase persilangan ganda).
3. Penentuan Urutan Gen:
Setelah menentukan jarak relatif antara gen-gen dari suatu kelompok keterkaitan, menjadi mudah untuk menempatkan gen dalam urutan linier yang tepat. Misalnya, jika urutan linier dari tiga gen ABC akan ditentukan, maka ketiga gen ini mungkin berada di salah satu dari tiga urutan yang berbeda tergantung pada gen mana yang berada di tengah. Untuk saat ini kita mungkin mengabaikan alternatif ujung kiri dan kanan. Jika persilangan ganda tidak terjadi, jarak peta dapat diperlakukan sebagai unit aditif sepenuhnya. Sekarang, jika kita menganggap jarak antara gen AB = 12, BC = 7, AC = 5, kita dapat menentukan urutan gen dengan benar dengan cara berikut:
Kasus I. Mari kita asumsikan bahwa gen A ada di tengah (misalnya, BAC):
Dalam hal ini karena jarak antar BC tidak seimbang, gen A tidak bisa berada di tengah.
Kasus II. Mari kita asumsikan bahwa gen B ada di tengah (misalnya ABC):
Dalam hal ini, karena jarak antar AC tidak merata, maka gen B tidak boleh berada di tengah.
Kasus III. Mari kita asumsikan bahwa gen C ada di tengah (misalnya, ACB).
Dalam hal ini, karena jarak antara AB seimbang, maka gen C harus berada di tengah.
Dengan demikian, jarak relatif dan urutan gen dalam kelompok pertalian ditentukan dalam segmen terpisah dengan persilangan uji dua titik atau persilangan tiga titik, tergantung kasusnya.
4. Menggabungkan Segmen Peta:
Akhirnya, segmen peta yang berbeda dari kromosom lengkap digabungkan untuk membentuk peta genetik lengkap dengan panjang 100 centimorgan untuk sebuah kromosom.
Contoh: Misalnya, kita harus menggabungkan tiga segmen peta berikut.
Kita dapat menempatkan setiap segmen ini dengan menyelaraskan gen yang sama.
Lalu akhirnya kita dapat menggabungkan tiga segmen menjadi satu peta:
Jarak a ke d = (d ke b) – (a ke b) = 22 – 8 = 14
Jarak a ke e = (a ke d) – (d ke e) = 14 – 2 = 12
Interferensi dan Kebetulan:
Pada sebagian besar organisme yang lebih tinggi telah ditemukan bahwa satu formasi kiasma mengurangi kemungkinan pembentukan kiasma lain di daerah kromosom yang berdekatan, mungkin karena ketidakmampuan fisik kromatid untuk menekuk diri mereka sendiri dalam jarak minimum tertentu. Kecenderungan satu crossover mengganggu crossover lainnya disebut interferensi.
Dengan demikian, kedekatan satu persilangan dengan yang lain mengurangi kemungkinan persilangan lain yang sangat dekat. Sentromer memiliki efek interferensi yang serupa; frekuensi persilangan juga berkurang di dekat ujung lengan kromosom.
Hasil bersih dari interferensi ini dalam pengamatan tipe persilangan ganda lebih sedikit dari yang diharapkan menurut jarak peta. Kekuatan interferensi bervariasi di berbagai segmen kromosom dan biasanya dinyatakan dalam koefisien kebetulan, atau rasio antara persilangan ganda yang diamati dan yang diharapkan.
Koefisien kebetulan = % persilangan ganda yang diamati / % persilangan ganda yang diharapkan
Kebetulan adalah komplemen dari interferensi, jadi:
Kebetulan + Interferensi = 1,0
Saat interferensi selesai (1.0), tidak ada persilangan ganda yang akan diamati dan kebetulan menjadi nol. Ketika, interferensi berkurang, kebetulan meningkat. Nilai kebetulan biasanya bervariasi antara 0 dan 1. Kebetulan umumnya cukup kecil untuk jarak peta yang pendek. Tidak ada gangguan di sentromer.
Contoh:
Untuk menjelaskan interferensi dan kebetulan, kita dapat mempertimbangkan hasil salah satu percobaan Hutchison (1922). Dia melaporkan jarak peta untuk tiga gen, c (aleuron tidak berwarna), Sh (biji-bijian yang menyusut), dan wx (endosperma lilin) jagung dan mengamati frekuensi persilangan antara gen-gen ini:
Tabel 37.4. Menyeberangi frekuensi antara gen c, Sh dan wx jagung:
|
Daerah |
Gen |
Crossover persentase |
Peta-jarak (dalam satuan peta) |
|
Saya |
c-Sh |
3.4 |
3,4 + 0,1 =3,5 |
|
II |
Sh-wx |
18.3 |
18,3 + 0,1 = 18,4 |
|
Selisih ganda |
c-Sh-wx |
0,1 |
Jika persilangan di wilayah I dan II saling bebas, kita harus memperkirakan 0,035 × 0,184 = 0,6 persen persilangan ganda; dimana hanya 0,1 persen yang diamati.
Jadi, kebetulan = 0,1/0,6 = 0,167
Peta Keterkaitan Organisme yang berbeda:
Dengan mengadopsi teknik yang disebutkan di atas, ahli genetika telah membangun keterkaitan atau peta genetik dari berbagai organisme, seperti, virus, bakteri, jamur, tomat, jelai, gandum, beras, sorgum, morning glory, kacang taman, jagung, Drosophila, ayam, mice man, dll. Peta keterkaitan pertama telah dibuat untuk dua kromosom Drosophila oleh Strutevant pada tahun 1911. Pemetaan keterkaitan atau genetik pada jagung telah dilakukan oleh McClintock di bawah kepemimpinan RA Emerson.
Gen Syntenic:
Jika dua atau lebih produk gen manusia spesifik dan kromosom manusia tertentu keduanya ada dalam sel hibrid yang sama, maka gen tersebut terletak di kromosom yang sama; yaitu, mereka adalah Syntenic.
Istilah synteny mengacu pada gen yang terletak pada kromosom yang sama, baik menunjukkan rekombinasi atau tidak; keterkaitan hanya mengacu pada lokus genetik yang telah ditunjukkan oleh studi rekombinasi berada di kromosom yang sama. Gen sintenik mungkin terpisah jauh dalam kromosomnya sehingga tampak terpisah secara mandiri; yaitu, mereka mungkin menunjukkan sebanyak 50 persen rekombinasi seperti yang ditunjukkan oleh gen non-Syntenic.
Peta Tautan melanogaster:
