Rekombinasyon ve Bağlantı Analizi

(Recombination and Linkage Analysis)

Gamze BEYOĞLU

Mayoz bölünme sırasında aynı kromozom (bir kromatid) üzerindeki genler gametlereberaberce, baska bir ifade ile bağlı (zincirlenmis) olarak geçmemektedir. Kromozom

sarılması (Chromosomal crossover) denen bir olay söz konusu olmaktadır."Crossing over" (sarılma) ilk olarak, Thomas Hunt Morgan tarafından öne

sürülmüstür.

Sarılma (crossing over) ya da kromozomal parça değisimi, mayoz bölünmenin profaz I

evresinde görülen, çift halde bulunan kromozomların yaptığı parça değisimine verilen addır

Mayoz bölünme sırasında meydana gelen kromozom sarılması (chromosomalcrossover) olayındaki sarılma noktaları gametteki kromozomda ebeveyn kromozomlarının geçis noktalarıdır.

Mayoz bölünme sonrası bir gamet, hücredeki kromozom çiftinin (ebeveynkromozomlarının) her ikisinden de alel bulunduruyorsa bu tür gametlere rekombinantgametler denir. Rekombinant gametlerin olusma sürecine rekombinasyon denir.

İki lokus bakımından bir gamet’in rekombinant olması için lokuslar özellik olarakheterozigot ve aralarındaki sarılma noktası sayısı tek olmalıdır.

Rekombinant bir haploid gametin ortaya çıkması için gametteki alel’lerin mayoz bölünme öncesinde farklı ebeveyn haploid’lerinde bulunmaları gerekir.

İki lokus için rekombinant bir gamet’in ortaya çıkması olasılığına rekombinasyonoranı (recombination fraction) denir.

Rekombinasyon oranı genellikle q harfi ile gösterilir.

Rekombinasyon oranı q sıfır ile ½ arasında bir sayıdır. İki lokus için q = ½ olduğunda, bunlar farklı kromozomlarda bulunan lokuslar gibi Mendel’in ikinci yasasına göre bağımsız davranmaktadır.

Rekombinasyon oranı q < ½ olduğunda iki lokus arasında bir bağlantı (linkage) vardır denir.

Rekombinasyon oranı q küçüldükçe bağlantı (linkage) artmaktadır.

Bir kromozom üzerinde bulunan iki lokus arasındaki fiziksel uzaklık, bunlararasındaki nükleotid sayısı olarak tanımlanmaktadır.

İki lokus arasında Morgan birimi cinsinden genetik harita uzaklığı (m), mayozbölünme sırasında bu iki lokus arasında olusan sarılmaların (crossovers) sayısının beklenen değeri olarak tanımlanmaktadır.

İnsanlarda, 1 Morgan yaklasık olarak 108 baz’dır (bp’dir).Bir santi Morgan (0.01 Morgan) yaklasık olarak 106 baz’dır

Bağlantı Analizi

Rekombinasyon oranı q < ½ olduğunda iki lokus arasında bir bağlantı (linkage) vardır denir.

Genetik olarak kalıtsal olan bazı özelliklerin (hastalık gibi) lokuslarınınkromozomlardaki yerlerinin bulunması ve baska bazı özelliklerle bağlantılarının bilinmesi çokönemlidir.

Kromozomlar üzerinde yerleri bilinen ve populâsyon farklılıklarını ortaya çıkartanbazı özelliklerin lokuslarına “marker lokus” denir.

Bir özelliğin lokusu ile marker lokus arasındaki rekombinasyon oranı q küçüldükçe aralarındaki bağlantı (linkage) artmaktadır.Bir özelliğin lokusu ile marker lokus arasında rekombinasyon olması için lokuslar özellikbakımından heterozigot olmalı.

Marker lokus olarak, genellikle kodominant alel’lerden olusan lokuslar seçilmektedir.

Bu durumda marker lokusun fenotipi aynı zamanda genotipi olmaktadır.

Rekombinasyon oranı q ‘yı tahmin etmek için deneyler düzenlenebilir.

Ancak bu insanlarda mümkün olmamaktadır.

Bazı hastalıkların bazı marker lokuslara göre rekombinasyon oranı soy ağaçları (pedigree) irdelenerek ortaya çıkartılmaktadır.

Örnek:

Asağıdaki gibi bir soy ağacı göz önüne alalım. A,a alel’leri marker lokus ve koyurenkler bir hastalık ile ilgili olsun.

Hastalık ile ilgili lokustaki biri baskın diğeri çekinik olan iki D,d geninden (alel’inden) baskın olanı hastalığa sebep olsun.

Marker lokusu ile hastalık lokusu arasındaki bağlantının ölçüsü olan rekombinasyon oranı q ‘yı tahmin etmek isteyelim.

İstatistiksel analizler:

Bağlantı analizi için LOD Skor analizi uygulanır.

LOD Skor; aranılan genin, test edilen kromozom lokusunda olması olasılığının, ilgili lokusta bulunmaması olasılığına oranının logaritmik olarak ifade biçimidir. Analiz sonucunda LOD Skor’un 3 ve üstü olduğu değerler bağlantıyı desteklemesi açısından anlamlı kabul edilirken, 2 ve giderek negatifleşen değerler isekesin olarak bağlantı yokluğunu destekler.

Aradaki değerlerde lokusun ispatlanabilmesi için bir dizi farklı işlem yapılması gerekir.

Burada önemli nokta, sonuçta bu analiz ile bulunan bir olasılık değeridir ve saptanan lokus gerçek lokus olmayabilir.

Hastalıktan sorumlu gen ve gen içi mutasyon gösterilinceye kadar lokus informasyonu yanıltıcı olabilir.

LOD Skor analizleri için yaygın olarak kullanılan program Elston Stewart Algoritmasını kullanan LINKAGE paket programıdır.

Bu program LINKMAP, MLINK, ILINK ve LODSCORE alt programlarındanoluşur.

LINKMAP ise çok noktalı bağlantı analizinde kullanılan alt programdır.

Bu programların tamamı birbirine benzer giriş dosyaları oluşturularak çalıştırılır. Bu veriler, pedigri verilerini içeren pedigri dosyası, kalıtım bilgileri,gen frekansları ve markır allel frekanslarının tanıtıldığı bir parametre dosyasından oluşmaktadır.

LINKAGE programı bir indeks vaka üzerinden ailedeki bütün akrabalık ilişkilerinin birbirine göre tanımlandığı ek bir dosya daha kullanmaktadır.

Analizlerde farklı programların aynı genotip verilerinin analizine yönelik olarak kullanılması veri güvenliğini arttırıcı bir unsurdur.