Сантиморган

Сантиморган (сокращенно: сМ) в генетике — единица измерения генетических расстояний между полиморфными фрагментами генома (локусами или маркерами), которая определена как расстояние на котором вероятность рекомбинации генов в [мейоз]]е составляет 1 %.

Этимология

Название было дано Альфредом Генри Стуртевантом в честь его учителя: Томаса Ханта Моргана.

Отношение к физическому расстоянию

Число базовых пар, которым соответствует сантиморган, широко варьируется по всему геному — различные регионы хромосомы имеют различную склонность к перекресту.

Один сантиморган соответствует примерно одному миллиону пар оснований организма человека.

Plasmodium falciparum имеет среднее расстояние рекомбинации в ~15 кб на один сантиморган: маркеры, разделенные по 15 кб ДНК (15 тысяч нуклеотидов), имеют ожидаемый уровень перекрестов в 1 % на поколение.

Обратите внимание, что не-синтенные гены (гены, расположенные на разных хромосомах) отделены по своей сути и расстояния в сМ к ним не применимы.

Отношение к вероятности рекомбинации

Так как генетическая рекомбинация между двумя маркерами обнаруживается только в том случае, если имеется нечетное число перекрестов между ними, то расстояние, выраженное в сантимораганах, не вполне соотносится с вероятностью генетической рекомбинации.

Полагая картирующую функцию Холдейна, где количество перекрестов соотносится с распределением Пуассона, генетическое расстояние d приведет к нечетному числу перекрестов, а значит и обнаружит генетическую рекомбинацию, с вероятностью, вычисляемой по формуле:

$\Pr[{\text{recombination}}|{\text{linkage of }}d{\text{ cM}}]=\sum _{k=0}^{\infty }\Pr[2k+1{\text{ crossovers}}|{\text{linkage of }}d{\text{ cM}}]$

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

где sinh — функция гиперболического синуса. Вероятность рекомбинации составляет около d/100 для малых значений d и достигает 50 % по мере того, как d стремится к бесконечности.

Литература

• Su X; Ferdig, MT; Huang, Y; Huynh, CQ; Liu, A; You, J; Wootton, JC; Wellems, TE (November 1999). "A genetic map and recombination parameters of the human malaria parasite Plasmodium falciparum". Science. 286 (5443): 1351—3. doi:10.1126/science.286.5443.1351. PMID 10558988.