Was ist eine Verknüpfungsgruppe in der Genetik?
Eine Verknüpfungsgruppe ist eine Sammlung von Genen, die in einem Genom nah genug sind, um gemeinsam vererbt zu werden. Die Transkription und Translation von Genen in der Gruppe kann miteinander verknüpft sein oder auch nicht, und ihre genaue Aktivität hängt sowohl von dem Organismus ab, den sie codieren, als auch von ihrer Nähe zueinander. In einfachen Zellen, denen ein Kern namens Prokaryoten fehlt, können die Gene, aus denen die Operon-Einheiten bestehen, als Verknüpfungsgruppen betrachtet werden. Eukaryoten, komplexere Zellen, haben keine äquivalente strukturelle Gruppierung in ihrem Genom, aber trotz eines Mangels an Operonen können sie viele Verknüpfungsgruppen enthalten. Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten geben Verknüpfungsgruppen größtenteils durch Rekombination weiter.
Die Rekombination ist ein Prozess, durch den die Variabilität in einem Genom zunehmen kann. Sie besteht aus Desoxyribonukleinsäure- (DNA-) Stücken, die an völlig neuen Stellen brechen und sich wieder verbinden. Wenn eine Verknüpfungsgruppe an der Rekombination beteiligt ist, neigen alle Gene innerhalb der Gruppe dazu, zusammen zu bleiben, so dass alle Aktivitäten der Gene gleichzeitig verlagert werden. Diese Bewegung kann zu einem anderen Ort auf demselben Chromosom oder zu einem anderen Chromosom insgesamt erfolgen. Normalerweise stört die Nukleinsäurebewegung durch Rekombination die Funktion einer Verknüpfungsgruppe nicht. Verknüpfungsgruppen können während der Rekombination aufgebrochen werden, die Wahrscheinlichkeit dafür ist jedoch relativ gering.
Da die Gene einer Verknüpfungsgruppe in der Regel zusammenbleiben, können sie auch zusammen untersucht werden. Verknüpfungsgruppen können verwendet werden, um ein Genom in Bezug auf Struktur und Funktion abzubilden und Regionen zu identifizieren, die an einer Krankheit beteiligt sein können oder Regionen, die aufgrund ihrer genetischen Zusammensetzung von Natur aus instabil sind. Auf diese Weise wurde eine Reihe von Genomen kartiert, darunter mehrere wichtige Nahrungspflanzen. Sobald eine bestimmte Kultur zugeordnet ist, kann die Karte eine Vorlage für die selektive Züchtung bereitstellen, um die Qualität oder den Ertrag der Kultur auf verschiedene Weise zu verbessern.
Die Identifizierung von Verknüpfungsgruppen hat viele Anwendungen in Bezug auf die menschliche Gesundheit, von der Identifizierung genetischer Krankheiten bis zur Analyse der Gene gefährlicher Mikroorganismen oder Parasiten. Die Analyse von Verknüpfungsgruppen kann auch verwendet werden, um neue Gene und Gene zu identifizieren, die unterschiedlich auf Arzneimittel oder Umweltbelastungen reagieren. Gene, die Resistenz gegen Arzneimittel, Krankheitserreger oder Schädlinge verleihen, können auch in Verknüpfungsgruppen gefunden werden und können abhängig von den Umständen viele Arzneimittelziele oder vorteilhafte Sequenzen zur Verwendung in Gentherapien bereitstellen. Die Entdeckung von Verknüpfungsgruppen hat eine Vielzahl neuer Möglichkeiten geschaffen, genetische Sequenzen zu analysieren und zu unserem Vorteil zu nutzen.