2) эффективность их взаимодействия
3) степень их гомологичности
4) частоту мутаций
Расстояние между локусами на одной хромосоме определяет вероятность рекомбинации между ними в процессе мейоза. КРоссинговер происходит на стадии пахитены профазы I между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом; чем больше участок ДНК между двумя генами, тем выше вероятность образования хиазмы в этом интервале. Поэтому близко расположенные гены чаще наследуются совместно и характеризуются более низкой частотой рекомбинаций.
Генетическое расстояние выражают в сантиморганах (сМ): 1 сМ приблизительно соответствует 1% рекомбинантных гамет при небольших расстояниях между локусами. При увеличении дистанции частота рекомбинаций возрастает, однако наблюдаемая рекомбинация не может превышать 50%, поскольку более удалённые локусы начинают наследоваться так, как если бы они находились в независимом сочетании. Для больших расстояний возможны множественные кРоссоверы, часть которых взаимно компенсируется и не выявляется при анализе потомства.
Расстояние между генами само по себе не определяет эффективность взаимодействия их продуктов, степень гомологичности последовательностей или базовую частоту мутаций. Эти характеристики зависят соответственно от функциональных связей генов, их эволюционного происхождения и механизмов поддержания стабильности генома. Таким образом, наиболее непосредственное генетическое следствие физической дистанции между локусами — изменение вероятности кРоссинговера в данном интервале.
| Расположение локусов | Ожидаемая частота рекомбинаций | Генетическая интерпретация |
|---|---|---|
| Очень близкое, менее 1 сМ | Менее 1% | Сильное сцепление; гены почти всегда передаются совместно |
| Близкое, 1–10 сМ | Примерно 1–10% | Сцепление обычно выявляется при анализе родословных или потомства |
| Среднее, 10–30 сМ | Около 10–30% | КРоссоверы возникают достаточно часто, но сцепление ещё сохраняется |
| Удалённое, 30–50 сМ | До 50% | Связь между локусами ослабевает; возрастает вклад множественных кРоссоверов |
| Более 50 сМ или локусы на разных хромосомах | Наблюдаемая частота около 50% | Практически независимое наследование; по частоте рекомбинаций сцепление неотличимо от независимого распределения |
| Множественные кРоссоверы | Могут занижать выявляемую частоту рекомбинаций | Двойной кРоссовер способен восстановить исходную комбинацию аллелей и остаться незамеченным |
| Функциональное взаимодействие, гомология и мутагенез | Не имеют прямой зависимости от расстояния между локусами | Определяются регуляцией экспрессии, структурой последовательностей и действием мутагенных факторов |
На этом принципе основано построение генетических карт и картирование генов, ответственных за наследственные заболевания. Чем ниже частота рекомбинантных потомков, тем ближе соответствующие локусы расположены друг к другу. При интерпретации результатов учитывают пол, вид организма, особенности рекомбинации в отдельных хромосомных областях и возможность двойных кРоссоверов. Генетическое расстояние не следует отождествлять с абсолютным физическим расстоянием в парах нуклеотидов, поскольку рекомбинация распределяется по геному неравномерно.