Centimorgan

En genética , un centimorgan (abreviado cM ) o unidad de mapa ( mu ) es una unidad para medir el ligamiento genético . Se define como la distancia entre posiciones cromosómicas (también denominadas loci o marcadores ) para las cuales el número promedio esperado de cruces cromosómicos intermedios en una sola generación es 0,01. A menudo se utiliza para inferir la distancia a lo largo de un cromosoma. Sin embargo, no es una distancia física verdadera.

El número de pares de bases al que corresponde varía ampliamente a lo largo del genoma (diferentes regiones de un cromosoma tienen diferentes propensiones al entrecruzamiento ) y también depende de si la meiosis en la que tiene lugar el entrecruzamiento es parte de la ovogénesis (formación de gametos femeninos) o de la espermatogénesis (formación de gametos masculinos).

En los seres humanos, un centimorgan corresponde a aproximadamente 1 Mb (1.000.000 de pares de bases o nucleótidos ) en promedio. ^{[1] [2]} La relación es solo aproximada, ya que la distancia cromosómica física correspondiente a un centimorgan varía de un lugar a otro en el genoma, y ​​también varía entre machos y hembras, ya que la recombinación durante la formación de gametos en las hembras es significativamente más frecuente que en los machos. Kong et al. calcularon que el genoma femenino tiene una longitud de 4460 cM, mientras que el genoma masculino tiene solo 2590 cM. ^​​[3]

Por el contrario, en Plasmodium falciparum un centimorgan corresponde a unos 15 kb ; los marcadores separados por 15.000 nucleótidos tienen una tasa esperada de entrecruzamientos cromosómicos de 0,01 por generación.

Téngase en cuenta que los genes no sinténicos (genes que residen en diferentes cromosomas) están inherentemente desvinculados y las distancias cM no se les aplican.

Los genealogistas suelen utilizar "centimorgans compartidos" como indicador de la distancia recíproca en un árbol genealógico, que se reduce a la mitad con cada paso generacional. Por lo tanto, si dos individuos difieren en promedio en:

• 7050 cM, son gemelos idénticos (o en realidad la misma persona; 0 pasos);
• 3525 cM, son padre e hijo (1 paso);
• 1762 cM, son (muy probablemente) abuelos y nietos, o medios hermanos (2 pasos);
• 881 cM, son (probablemente) bisabuelo y bisnieto, o media tía/tío y media sobrina/sobrino (3 pasos);
• 440 cM, son (probablemente) tatarabuelo y tataranieto, o medio tío abuelo y medio sobrino nieto, o medios primos (4 pasos);

etc. El margen de error aumenta con cada paso, de modo que más allá de unos 4 pasos los rangos se superponen hasta tal punto que resulta difícil establecer cuántos pasos están involucrados, y más allá de unos 7 pasos cualquier relación es tenue.

La cifra propia/gemela de 7050 cM corresponde a la suma de las longitudes de cM del ADN humano para hombres y mujeres.

Cuando se heredan múltiples líneas genéticas, se combinan como raíz de suma de cuadrados, de modo que los hermanos completos comparten alrededor de 2493 cM o √2 veces más que los medios hermanos.

Debido a que algunas recombinaciones dan como resultado gametos inviables o descendientes que no pueden reproducirse por sí mismos, las distancias genéticas observadas en las familias tienden a ser menores (cM compartidos más altos) que lo predicho por modelos basados ​​puramente en tasas de recombinación física. ^{[ cita requerida ]}

Debido a que la recombinación genética entre dos marcadores se detecta solo si hay un número impar de cruces cromosómicos entre los dos marcadores, la distancia en centimorgans no corresponde exactamente a la probabilidad de recombinación genética. Suponiendo la función de mapeo de Haldane , ideada con el mismo nombre por JBS Haldane , el número de cruces cromosómicos se distribuye de acuerdo con una distribución de Poisson , ^[4] una distancia genética de d centimorgans conducirá a un número impar de cruces cromosómicos y, por lo tanto, a una recombinación genética detectable, con probabilidad

${\displaystyle \ P({\text{recombinación}}|{\text{enlace de }}d{\text{ cM}})=\sum _{k=0}^{\infty }\ P(2k+1{\text{ cruces}}|{\text{enlace de }}d{\text{ cM}})}$

${\displaystyle {}=\sum _{k=0}^{\infty }e^{-d/100}{\frac {(d/100)^{2\,k+1}}{(2\ ,k+1)!}}=e^{-d/100}\sinh(d/100)={\frac {1-e^{-2d/100}}{2}}\,,}$

donde sinh es la función seno hiperbólica . La probabilidad de recombinación es aproximadamente d /100 para valores pequeños de d y se acerca al 50 % cuando d tiende al infinito.

La fórmula se puede invertir, dando la distancia en centimorgans en función de la probabilidad de recombinación:

${\displaystyle d=50\ln \left({\frac {1}{1-2\ P({\text{recombinación}})}}\right)\,.}$

El centimorgan recibió su nombre en honor al genetista Thomas Hunt Morgan por parte de JBS Haldane . ^[5] Sin embargo, su unidad madre, el morgan, rara vez se utiliza en la actualidad.

• Tasa de mutación