Centimorgan

Le centimorgan est l'unité de mesure de distance entre deux gènes liés. Il représente la fréquence de recombinaison lors de la méiose, entre deux gènes dont les loci sont sur un même chromosome...



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  • e) Un centimorgan est une unité de distance génétique correspondant à une fréquence de 1% de recombinaison (chez l'home 1cM correspond en moyenne à 106bp).... (source : genet.univ-tours)

Le centimorgan (Symbole cM) est l'unité de mesure de distance entre deux gènes liés. Il représente la fréquence de recombinaison lors de la méiose, entre deux gènes dont les loci sont sur un même chromosome et dont les allèles présents sur chaque chromosome définissent pour chacun d'eux, un haplotype.

1 cM = 1% de recombinaison (1 enjambement ou crossing-over en moyenne sur cette distance pour 100 méioses).

L'équivalence entre centimorgan et longueur du segment d'ADN séparant deux marqueurs génétiques fluctue suivant les espèces reconnues, ainsi qu'au sein d'un organisme selon les régions du génome. Chez l'être humain, 1cM équivaut en moyenne à 1 mégabase, tandis que chez la plante modèle Arabidopsis thaliana 1 cM équivaut en moyenne à 200 kilobases. [1][réf.  insuffisante].

Le centimorgan a été appelé en l'honneur du généticien Thomas Hunt Morgan par un de ses étudiants Alfred Sturtevant.

Exemple de recombinaison chez l'homme

Supposons deux gènes liés sur un même chromosome, c'est-à-dire particulièrement proches l'un de l'autre et ne se séparant pas par enjambement lors de la méiose. Par exemple dans le dispositif de groupe sanguin MNS, sans considérer les nombreux variants mineurs de ce dispositif, 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 par conséquent 4 haplotypes envisageables dans ce dispositif : MS, Ms, NS, Ns. Supposons un père ayant reçu de ses parents les haplotypes MS et Ns par conséquent de génotype MS/Ns et de phénotype MNSs, marié à une femme homozygote MS/MS de phénotype MMSS. Leurs enfants seront obligatoirement 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. À 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 obligatoirement SS, et les enfants MN seront obligatoirement 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 (la totalité 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 précisément la même du fait que les haplotypes parentaux sont déterminés à partir des enfants. Il fallait par conséquent la plupart de familles (nombreuses plutôt) 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 sert à 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 qu'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'ordre des gènes sur le chromosome quand trois gènes, ou plus, étaient liés.

Le centimorgan détermine la distance entre 2 gènes (ou plus), on peut déterminer cette distance grâce aux gamètes recombinants ainsi qu'aux gamètes parentaux. Les gamètes parentaux sont les gamètes qui portent les allèles des parents tandis que les gamètes recombinés sont les gamètes 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 gamètes parentaux : en proportion représente 1-r la fréquence de gamètes recombinés est r

on a :

JL = (1-r) /2

vr = (1-r) /2


Jr = (r) /2

vL = (r) /2

Sur 100 gamètes produits, r auront subi une recombinaison. La probabilité de recombinaison n'est pas semblable chez l'ensemble des espèces.

Voir aussi

Notes et références

  1. Meiotic recombination hotspots in plants de C. Mézard. Biochem Soc Trans. (2006) 34 :531-4

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 11/11/2010.
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