¿Cuántos eventos de recombinación hay por generación en humanos?

Cálculo al dorso del sobre

La definición de centimorgan es que es la longitud del ADN en un cromosoma que corresponde a un 1% de probabilidad de que ocurra un entrecruzamiento.

En cromosomas humanos 1 cM = aprox. 1Mbps

Su valor para la longitud del ADN en el genoma = 3,3 Gbp = 3300 MBp

Ignorando complicaciones como la distribución de Poisson:

1 cM corresponde a una probabilidad del 1% de probabilidad de un cruce detectable. Detectable, porque solo un número impar de eventos cruzados entre 2 marcadores genéticos puede observarse como una recombinación, pero los números pares no se reconocen. Por lo tanto, la posibilidad real de cruce se duplica en relación con el valor de cM. Si 1 cM = 2 % de probabilidad real de cruce, habrá un promedio de 1 cruce por 50 cM o por 50 Mbp

Por lo tanto cruces por genoma humano = 3300/50 = 66 o aproximadamente 2-4 por cromosoma

Esta suposición se acerca a los datos empíricos:

Información actual

Esta tabla, tomada de aquí, muestra el número de quiasmas por cromosoma para 8 células humanas. (Tenga en cuenta que creía que tiene que haber al menos un quiasma por par de cromátidas, ya que tienen un papel estructural).

El quiasma promedio por cromosoma para cada cromosoma se puede estimar dividiendo el número en la columna final por 8. Estos varían desde (redondeando agresivamente) 3.5 para Chr 1 y Chr 2, a 1 para Chr 20. Así que mi parte posterior de la -el cálculo de la envolvente parece haber producido una respuesta razonable.

¿Cuál es la cantidad de ADN intercambiado? No estoy seguro de que esta pregunta coincida bien con la imagen que surge de estos números.

"En promedio, ocurren entre dos y tres eventos cruzados en cada par de cromosomas humanos durante la división meiótica I", según Molecular Biology of the Cell. Cuarta edición por Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Para simplificar lo llamaremos 2,5 eventos por par.

Cada uno de esos pares finalmente forma 4 gametos. Cada evento conecta un cromosoma con otro, por lo que cada evento individual dejará 2 cromosomas con una ubicación donde ocurrió un evento. Eso significa que en los 4 cromosomas en 4 gametos diferentes que se producen a partir de cualquier par individual, habrá (en promedio) un total de 5 ubicaciones donde se ha producido un evento de recombinación. Entonces, en promedio, cada cromosoma tendrá 5/4 o 1,2 ubicaciones donde se ha producido un evento de cruce.

Cada gameto humano tiene 23 cromosomas. Dos gametos (1 óvulo, 1 espermatozoide) se unen para formar un embrión. Ese embrión tiene 23 PARES de cromosomas, o un total de 46 (excepto en casos de ciertas anomalías cromosómicas). Por lo tanto, una primera estimación sería que, en un conjunto dado de 46 cromosomas, habría 1,2 veces 46, o 55,2 sitios donde se produjo la recombinación en promedio.

Es importante señalar que la pregunta cita 3,3 Gigapares de bases en el genoma humano. Si bien esa puede ser una estimación razonable del tamaño de un genoma humano completo, cada humano tiene dos copias de cada cromosoma y, por lo tanto, dos copias completas del genoma humano. Wikipedia afirma que actualmente se estima que es de 6.500 millones de pares de bases (6,5 Giga-pares de bases). Esta distinción es importante porque la recombinación durante la formación de gametos en las hembras es significativamente más frecuente que en los machos , por lo que el genoma que se encuentra en un óvulo humano tendrá muchos más eventos de recombinación que el genoma de un espermatozoide, por lo que el promedio solo es aplicable a todo el 6.5 Genoma de gigapares de bases.

La pregunta sobre la "cantidad de ADN intercambiada" a través de la recombinación no es realmente válida ya que la cantidad total de ADN en cada uno de los cuatro gametos producidos en la meiosis es exactamente la misma que la cantidad que había contenido en la célula madre original después de la replicación del ADN ( pero antes de la meiosis he producido dos células hijas). No se puede decir que ningún par de bases haya sido intercambiado a través de la recombinación o no.

Esto no es fácil de responder, ya que depende de una serie de factores. Por ejemplo, depende de la región del genoma (hay puntos críticos). Encontré una tesis doctoral, que entra en detalles aquí y que también tiene un montón de referencias interesantes:

• La estimación de las tasas de recombinación a partir de datos genéticos de población