Centimorgan
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Le centimorgan est une unité de mesure de distance sur une carte génétique. Symbole cM. Il représente la probabilité d'enjambement sur une distance donnée. C'est à dire la probabilité de recombinaison, lors de la méiose, entre deux gènes dont les locus sont proches sur un même chromosome, et dont les allèles présents sur chaque chromosomes définissent pour chacun d'eux, un haplotype.
1 cM = 1% de recombinaison (1 enjambement sur cette distance pour 100 méioses).
L'équivalence entre centimorgan et longueur du segment d'ADN séparant deux marqueurs génétiques dépend du sexe, de l'espèce considérée, et varie fortement avec la taille de son génome et le nombre de ses chromosomes. Chez la plante Arabidopsis thaliana, 1 cM = 200 kilobases environ.
[modifier] Exemple de recombinaison chez l'homme
Supposons deux gènes liés sur un même chromosome, c'est à dire très proches l'un de l'autre et ne se séparant pas par enjambement lors de la méiose. Par exemple dans le système de groupe sanguin MNS, sans considérer les nombreux variants mineurs de ce système, le gène codant une protéine, la glycophorine A (GPA), possède deux allèles M et N, et le gène codant une seconde protéine, la glycophorine B (GPB), possède deux allèles S et s. Il y a donc 4 haplotypes possibles dans ce système : MS, Ms, NS, Ns. Supposons un père ayant reçu de ses parents les haplotypes MS et Ns donc de génotype MS/Ns et de phénotype MNSs, marié à une femme homozygote MS/MS de phénotype MMSS. Leurs enfants seront nécessairement MS de par leur mère, et seront MS ou Ns de par leur père, mais ne pourront pas être Ms ou NS de par leur père. A moins d'une exceptionnelle recombinaison, dont la fréquence de survenue dans les familles donne une idée de la distance entre les gènes exprimée en centimorgans, les enfants MM seront nécessairement SS, et les enfants MN seront nécessairement Ss.
| Haplotypes maternels | |||
|---|---|---|---|
| MS | MS | ||
| Haplotypes paternels | MS | MS / MS | MS /MS |
| Ns | MS / Ns | MS / Ns | |
Ainsi, dans l'exemple précédent, sur 4 enfants, 2 sont MMSS, et deux MNSs. Si nous connaissons à l'origine les haplotypes paternels, nous concluons qu'il n'y a aucun recombinant. Si nous observions, dans cette famille un cinquième enfant qui serait MNSS (l'ensemble des autres marqueurs confirmant la paternité), ce serait un recombinant, et nous dirions que le pourcentage de recombinaison dans cette dernière famille est d'un enfant sur cinq, soit 20%. Si nous ne connaissons pas les haplotypes parentaux, la probabilité de recombinaison calculée n'est pas exactement la même du fait que les haplotypes parentaux sont déterminés à partir des enfants. Il fallait donc un grand nombre de familles (nombreuses de préférence) d'au moins deux enfants et/ou des familles étudiées sur trois générations, pour estimer, avant la biologie moléculaire, une distance exprimée en centimorgans.
La méthode des lod scores permet de cumuler les rapports, à la probabilité sous l'hypothèse d'indépendance, des probabilités d'observations calculées pour divers taux de recombinaison au sein de chaque famille étudiée. En effet, en exprimant en logarithmes décimaux les rapports calculés pour chaque taux choisi, on obtient des scores que l'on peut additionner au fur et à mesure des nouvelles familles étudiées. Le score le plus élevé obtenu pour un taux donné, correspond au maximum de vraisemblance.
Cette méthode d'étude familiale permettait, avant la biologie moléculaire, de déterminer non seulement une fréquence de recombinaison entre deux gènes, mais également l'odre des gènes sur le chromosome lorsque trois gènes, ou plus, étaient liés.
Le centimorgan détermine la distance entre 2 génes (ou plus), on peut determiner cette distance grâce aus gamétes recombinants et aux gamétes parentaux.Les gamétes parentaux sont les gamétes qui portent les alléles des parents alors que les gamétes recombinés sont les gamétes ayant subi l'enjambement. Prenons l'exemple de pois: [jaune + lisse] x [vert et ridé] en F1, on obtient 100% de Jv Lr
La fréquence de recombinaison est "r". La fréquence de gamétes parentaux: en proportion représente 1-r la fréquence de gamétes recombinés est r
on a:
JL = (1-r)/2
vr = (1-r)/2
Jr = (r)/2
vL = (r)/2
Sur 100 gamétes produits: r auront subis une recombinaison. La probabilité de recombinaison n'est pas identique chez toutes les espéces.
