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
目次:
NS 主な違い 遺伝的マッピングと物理的マッピングの間は 遺伝地図の距離は遺伝連鎖情報に依存しますが、物理地図は塩基対の数で測定された実際の物理距離に基づいています。 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、制限消化またはゲノムの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。
簡単に言えば、遺伝的および物理的マッピングは、ゲノムマッピングで使用される2つの特徴的な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。
FISH、遺伝地図、ゲノム地図、マーカー、物理地図、制限地図、STS地図
遺伝地図とは
ジェネリックマッピングは、組換え頻度の助けを借りて、染色体上の遺伝子の配置とそれらの相対距離を示すための技術です。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固有です。したがって、人口のマッピングは、遺伝子マッピングの重要な要素になります。
図1：連鎖と連鎖不平衡
マーカー
20世紀の初めの数十年間、遺伝子はミバエなどの生物の遺伝地図作成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、DNAのセグメントである遺伝子は、親から子孫への遺伝的特徴の伝達に関与する抽象的な実体です。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、最初のミバエの地図で体の色、目の色、翼の形などの遺伝子の位置を示しました。
図2：トーマスハントモーガンのキイロショウジョウバエの遺伝連鎖地図
しかし、その後、遺伝地図は血液型などの生化学的表現型に依存していました。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、他のDNA配列の特徴が役立ちます。たとえば、制限酵素断片長多型（RFLP）、単純配列長多型（SSLP）、および一塩基多型（SNP）です。
テクニック
それでも、遺伝地図のすべての技術は、グレゴール・メンデルによって19世紀半ばに行われた遺伝学の独創的な発見に由来する遺伝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なされました。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につながりました。さらに、この単純な優性劣性規則の複雑な状況には、不完全な優性、共優性などが含まれます。さらに、彼の第一法則は次のように述べています。 対立遺伝子はランダムに分離します 彼の第二法則は次のように述べています 対立遺伝子のペアは独立して分離します。 しかし、一般的に、染色体は無傷の遺伝の単位であり、その中の対立遺伝子のセットは一緒に遺伝します。これは部分的な連鎖です。主に、部分的な連鎖は、トーマス・ハント・モーガンによって説明されているように、減数分裂における染色体の振る舞いを説明します。
図3：クロスオーバー
場合によっては、減数分裂中の乗換えの発生とともに、染色体内のすべての対立遺伝子が継承されないことがあります。実際、乗換えはランダムなイベントであり、相対距離に応じて同じ染色体上の2つの遺伝子を分離する可能性があります。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、遺伝子地図は、遺伝子のいくつかのペアの組換え頻度を計算することによって構築することができます。また、植物の計画された育種と人間の血統分析は、組換え頻度を得るための方法です。
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いために遺伝子地図の解像度が低く、精度が限られているため、物理的マッピングが重要になります。また、ヌクレオチド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、物理マッピング手法の最も重要な形式には、制限マッピング、FISH（蛍光insituハイブリダイゼーション）、およびSTS（シーケンスタグ付きサイト）マッピングが含まれます。
制限マッピング
制限マッピングでは、制限部位は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多数あります。一般に、制限マップを作成する最も簡単な方法は、DNA分子を異なる標的配列を持つ2つの異なる制限酵素で消化することによって生成されるフラグメント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フラグメントに適しています。それでも、切断部位の頻度が低いまれなカッターを使用することにより、50kbを超えるゲノム全体を分析する可能性があります。さらに、光学マッピングは、DNAの単一の染色された分子から「光学マップ」と呼ばれる、順序付けられたゲノムワイドな高解像度の制限マップを構築するための別の手法です。
図4：光学マッピング
魚
蛍光insitu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、それは放射性または蛍光プローブのいずれか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ています。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、高解像度で、迅速で、技術的に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手法であり、大きなゲノムの最も詳細なマップの生成を担当してきました。通常、STSまたはシーケンスタグ付きサイトは、長さが100〜500 bpの短いDNAシーケンスであり、簡単に認識でき、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。
遺伝的マッピングと物理的マッピングの類似点
遺伝的マッピングと物理的マッピングの違い
意味
遺伝地図とは、遺伝形式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
遺伝地図は遺伝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。
に頼る
遺伝地図は組換えと乗換え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
遺伝地図は組換え頻度に基づいていますが、物理地図は制限消化に基づいています。
目的
遺伝地図は2点間の組換えイベントの確率を決定し、物理地図は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サイズは、遺伝子マッピングの2つの重要な要素です。一方、物理的マッピングには、制限消化またはゲノムの物理的粉砕によるゲノムの断片化が含まれます。
正確さ
遺伝地図は、物理地図よりも比較的正確ではありません。
重要性
遺伝地図は、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、癌、喘息）に関連する遺伝的障害に関する確固たる証拠を提供します。一方、物理的な地図は、病気が遺伝するのか、ランダムな突然変異によって発生するのかを問わず、病気の原因を特定するために重要です。
結論
遺伝地図は、組換えの程度に応じて遺伝子座の相対的な位置を描写する技術です。したがって、それは遺伝子分析によって形質の遺伝または品揃えを研究します。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シーケンシングなどの分子生物学の技術を使用しています。また、制限認識サイトは、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、遺伝的マッピングと物理的マッピングの主な違いは、マーカーの種類とマッピングで使用される手法です。
参照：
1.ブラウンTA。ゲノム。第2版。オックスフォード：Wiley-Liss; 2002年。第5章、ゲノムのマッピング。こちらから入手できます。画像提供：
1.コモンズウィキメディア経由のウィリアムS.ブッシュ、ジェイソンH.ムーア（CC BY 3.0）による「連鎖と連鎖不平衡」2. Twaanders17による「ドロソフィラ遺伝子連鎖地図」–コモンズウィキメディア3経由の自作（CC BY-SA 4.0） 。「図170201」コモンズウィキメディア4経由のCNXOpenStax（CC BY 4.0）による「光学マッピング」フォンチュンチャンとケンドリックワンによる「光学マッピング」–コモンズウィキメディア5経由の自作（CC BY 3.0）「FISH（Fluorescent InSitu」ハイブリダイゼーション）」MrMatze著– Commons Wikimediaによる自作（CC BY-SA 3.0）
