Vì sao liên kết gene lại phổ biến

Trong bộ gen của sinh vật, mỗi nhiễm sắc thể mang hàng trăm cho tới hàng ngàn gen xếp thành dãy dài. “Liên kết gen” (gene linkage) xảy ra khi hai hay nhiều gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể và thường di truyền cùng nhau sang thế hệ con cháu. Hiện tượng này phổ biến bởi các lý do chính sau: 1. Bố trí vật lí trên nhiễm sắc thể - Các gen được sắp xếp theo thứ tự trên sợi ADN của nhiễm sắc thể. - Những gen càng nằm gần nhau thì càng ít có khả năng xảy ra trao đổi chéo (crossing-over) giữa chúng trong quá trình giảm phân, nên thường di truyền như một khối. 2. Tần suất tái tổ hợp (recombination rate) thấp giữa các gen gần kề - Độ lớn của một khoảng cách vật lí trên nhiễm sắc thể tương ứng tỉ lệ thuận với xác suất xảy ra trao đổi chéo. - Khoảng cách nhỏ ⇒ trao đổi chéo hiếm ⇒ gen liên kết chắc. 3. Lợi thế chọn lọc của cụm gen liên kết - Khi một nhóm gen cùng tham gia một quá trình sinh học (ví dụ chuỗi phản ứng sinh hóa, tương tác protein) thì di truyền đồng thời có thể giữ nguyên “cụm tính trạng” có lợi. - Chọn lọc tự nhiên có xu hướng bảo tồn cụm gen cùng hoạt động, giảm thiểu khả năng tách rời do tái tổ hợp. 4. Cấu trúc nhiễm sắc thể và đảo (inversion) - Ở một số trường hợp, một đoạn nhiễm sắc thể bị “đảo ngược” (inversion), làm cản trở hoàn toàn hoặc một phần trao đổi chéo trong vùng đó, từ đó gia tăng liên kết gen. Tóm lại, liên kết gen phổ biến vì các gen nằm chung trên cùng một nhiễm sắc thể và trao đổi chéo giữa chúng thường không xảy ra hoặc xảy ra rất ít, đồng thời cơ chế chọn lọc tự nhiên cũng ưu tiên giữ nguyên những cụm gen cùng có lợi.