遺伝的マッピングと物理的マッピングの違いは何ですか|生き物

主な違い 遺伝子マッピングと物理マッピングの違いは、遺伝子マップの距離は遺伝的連鎖情報に依存しますが、物理マップは塩基対の数によって測定される実際の物理的距離に基づいているということです。さらに、遺伝子マーカーとマッピング集団のサイズは、遺伝子マッピングの 2 つの重要な要素です。しかし、物理的マッピングには、ゲノムの制限消化または物理的粉砕によるゲノムの断片化が含まれます。さらに、遺伝子地図は染色体のさまざまな領域の性質に関する洞察を提供することがよくありますが、物理地図はゲノムのより正確な表現です。

簡単に言うと、遺伝子マッピングと物理マッピングは、ゲノムマッピングで使用される 2 つの異なるタイプのマップです。どちらも、ゲノム上のそれぞれの位置を持つ分子マーカーのコレクションを使用します。

対象となる主な分野

1. 遺伝子マッピングとは
– 定義、構造、重要性
2. フィジカルマッピングとは
– 定義、構造、重要性
3. 遺伝子マッピングと物理マッピングの類似点
– 共通機能の概要
4. 遺伝子マッピングと物理マッピングの違いは何ですか
– 主な相違点の比較

主な用語

FISH、遺伝子マッピング、ゲノムマッピング、マーカー、物理マッピング、制限マッピング、STS マッピング

遺伝子マッピングとは

ジェネリックマッピングは、組換え頻度を利用して染色体上の遺伝子の配置とそれらの相対距離を示す技術です。このマッピングでは、遺伝子がマーカーとして機能するため、これらのマップは集団特異的です。したがって、集団のマッピングは遺伝子マッピングの重要な要素になります。

図 1:連鎖と連鎖不均衡

さらに、遺伝子マッピングの際に遺伝子を相互に比較すると、染色体上の順序を決定するのに役立ちます。また、これは遺伝分析による形質の遺伝または組み合わせの研究を使用します。

マーカー

20 世紀初頭の数十年間、遺伝子はショウジョウバエなどの生物の遺伝子マッピングにおける史上初のマーカーとして機能しました。基本的に、遺伝子は DNA の一部であり、親から子への遺伝特性の伝達を担う抽象的な実体です。また、各遺伝子には、対立遺伝子と呼ばれる少なくとも 2 つの代替形態があり、最終的に特定の表現型を生成します。そして、これらの表現型は視覚的なマーカーとして機能し、したがって、最初のショウジョウバエマップで体の色、目の色、羽の形などの遺伝子の位置を示しました。

図 2:Thomas Hunt Morgan のキイロショウジョウバエ 遺伝子連鎖マップ

しかし、その後、遺伝子マッピングは血液型などの生化学的表現型に依存するようになりました。また、脊椎動物や顕花植物のゲノムなど、より大きなゲノムの場合は、他の DNA 配列の特徴が役立ちます。たとえば、制限断片長多型（RFLP）、単純配列長多型（SSLP）、一塩基多型（SNP）などです。

テクニック

それでも、遺伝子マッピングのすべての技術は、グレゴールメンデルが 19 世紀半ばに行った遺伝学の重要な発見に由来する遺伝的連鎖に依存しています。彼の発見は、エンドウ豆を使った繁殖実験の結果から生まれました。これらの実験では、特定の遺伝子の 2 つの対立遺伝子が、ホモ接合性またはヘテロ接合性のいずれかをもたらしました。さらに、この単純な優性劣性規則の複雑な状況には、不完全優性、共優性などが含まれます。さらに、彼の第 1 法則では、対立遺伝子はランダムに分離すると述べています。彼の第 2 法則は、対立遺伝子のペアは独立して分離すると述べています。 ただし、一般に、染色体はそのままの継承単位であり、その中の対立遺伝子のセットは一緒に継承されます。これが部分連鎖です。主に、トーマス・ハント・モーガンが説明したように、減数分裂における染色体の挙動は部分連鎖によって説明されます。

図 3:クロスオーバー

減数分裂中の交差の発生により、染色体のすべての対立遺伝子が一緒に継承されない場合があります。実際、交差はランダムなイベントであり、相対的な距離に応じて同じ染色体上の 2 つの遺伝子を分離することができます。そのため、組換え頻度を使用して 2 つの遺伝子間の距離を決定できます。したがって、遺伝子マップは、いくつかの遺伝子ペアの組換え頻度を調べることによって構築できます。また、植物での計画育種やヒトでの血統解析は、組換え頻度を求める方法です。

物理マッピングとは

一方、物理マッピングは、2 つの遺伝子の物理的な距離を示すために使用される手法です。一般に、クロスオーバーが少なく、精度が限られているため、遺伝子マップの解像度が低いため、物理マッピングが重要になります。また、ヌクレオチドの数によってマーカー間の実際の距離を示します。基本的に、物理マッピング技術の最も重要な形式には、制限マッピング、FISH (蛍光 in situ ハイブリダイゼーション)、および STS (配列タグ付きサイト) マッピング。

制限マッピング

制限マッピングでは、制限部位が DNA マーカーとして機能します。これらのうち、使用される多型制限部位は少数ですが、使用される非多型制限部位は数多くあります。一般に、制限マップを作成する最も簡単な方法は、異なる標的配列を持つ 2 つの異なる制限酵素による DNA 分子の消化によって生成される断片サイズを比較することです。ただし、制限マッピングは、切断部位が比較的少ない短い DNA フラグメントにより適しています。それでも、切断部位がまれな珍しいカッターを使用することで、50 kb 以上のゲノム全体を分析できる可能性があります。さらに、オプティカルマッピングは、染色された単一の DNA 分子から、「オプティカルマップ」と呼ばれる順序付けされたゲノム全体の高解像度制限マップを構築するためのもう 1 つの手法です。

図 4:オプティカルマッピング

魚

蛍光in situ ハイブリダイゼーションにより、染色体上のマーカーの位置を直接視覚化できます。そのために、放射性プローブまたは蛍光プローブのハイブリダイゼーションを使用します。また、高度に凝縮された中期染色体を使用します。ただし、これは低解像度のマッピングにつながります。したがって、機械的に引き伸ばされた中期染色体または非中期染色体を使用すると、解像度が向上します。

図 5:魚

STS マッピング

シーケンスタグ付きマッピング は、高解像度、迅速、技術的要求の少ないマッピング手順です。したがって、これは最も強力な物理マッピング技術であり、大規模ゲノムの最も詳細なマップの生成を担ってきた技術です。通常、STS または配列タグ付きサイトは、長さが 100 ～ 500 bp の短い DNA 配列であり、容易に認識でき、特定の染色体またはゲノムで 1 回だけ発生します。したがって、STS マップは、単一の染色体からの重複する DNA フラグメントのコレクションを使用して生成できます。

遺伝子マッピングと物理マッピングの類似点

遺伝的および物理的マッピングは、さまざまなタイプのゲノムマップを作成するゲノムマッピング技術。
彼らは分子マーカーのコレクションを使用しますゲノム上のそれぞれの位置。
どちらも遺伝子の識別を可能にします。特定のバリアントの原因となる特定の表現型または突然変異を引き起こします。
また、ゲノムマッピングは最初のプロセスです多くの下流プロセスの。
例として、病気に関連する遺伝的要素。

遺伝子マッピングと物理マッピングの違い

定義

遺伝子マッピングとは、遺伝パターンから染色体上の遺伝子マーカー間の順序と相対距離を決定するプロセスを指します。ただし、物理マッピングとは、DNA マーカーによって DNA 塩基対間の順序と物理的距離を見つけるために使用される手法を指します。

マーカーの種類

遺伝子 (遺伝子マーカー) は遺伝子マッピングで使用されるマーカーですが、制限認識部位 (DNA マーカー) は物理マッピングで使用されるマーカーです。

マーカーの重要性

遺伝子地図は遺伝子連鎖に依存しますが、物理地図は短い DNA 配列である視覚的マーカーを使用します。

信頼

遺伝子地図は組換えと交差に依存していますが、物理地図はゲノムの DNA 配列に依存しています。

テクニック

遺伝子マップは組換え頻度に基づいていますが、物理マップは制限消化に基づいています。

目的

遺伝子マップは 2 点間の組換えイベントの確率を決定し、物理マップは 2 点間の塩基数を決定します。

要因

遺伝子マーカーとマッピング集団の大きさは、遺伝子マッピングの 2 つの重要な要素です。一方、物理マッピングには、ゲノムの制限消化または物理的粉砕によるゲノムの断片化が含まれます。

精度

遺伝子マップは、物理マップよりも比較的正確ではありません。

重要性

遺伝子マップは、1 つの遺伝子 (例:嚢胞性線維症と筋ジストロフィー) または 2 つの遺伝子 (例:糖尿病、がん、喘息) に関連する遺伝性疾患に関する確固たる証拠を提供します。一方、病気が遺伝したのか、ランダムな突然変異によって発生したのかを特定するには、物理的な地図が重要です。

結論

遺伝子マッピングは、組換えの程度に応じて遺伝子座の相対的な位置を表す手法です。したがって、遺伝分析によって形質の遺伝または組み合わせを研究します。したがって、遺伝子マッピングで使用されるマーカーのタイプは遺伝子です。対照的に、物理マッピングは別の手法であり、ヌクレオチドの数を使用して遺伝子座間の実際の距離を決定します。そのために、制限消化や DNA 配列決定などの分子生物学の手法を使用します。また、制限認識部位は、物理マッピングの DNA マーカーとして機能します。そのため、遺伝子マッピングと物理マッピングの主な違いは、マーカーの種類とマッピングに使用される手法です。