In genetica, wat is een koppelingskaart?

Een genetische koppelingskaart is een hulpmiddel dat wordt gebruikt in genetisch onderzoek om wetenschappers te helpen bij het in kaart brengen van de volgorde van bepaalde eigenschappen zoals deze voorkomen in een streng deoxyribonucleïnezuur (DNA). Het brengt de afstand tussen de eigenschappen op de DNA-streng niet in kaart. In plaats daarvan wordt in kaart gebracht hoe vaak ze zullen combineren. Een genetische koppelingskaart kan genetici helpen de genen te vinden die genetische aandoeningen veroorzaken.

Normaal draagt ​​elke cel in een mens, plant of dier twee kopieën van elk gen. Sekscellen, zoals eieren, sperma en sporen, ondergaan een proces dat meiose of celdeling wordt genoemd, waardoor de cel in twee wordt gesplitst. Dit laat slechts één draad DNA in elke cel achter.

Genetische recombinatie vindt plaats voordat de cel splitst. Eerst vormen de chromosomen twee lijnen langs het midden van de cel, waardoor paren van genen ontstaan. Soms breken de chromosomen doormidden. Gebroken stukken worden vervolgens gecombineerd om nieuwe moleculen te produceren. Dit proces, bekend als genetische crossover, gebeurt voor elk menselijk chromosoom gemiddeld 1,5 keer voor elke gevormde geslachtscel.

Deze uitwisseling van genetisch materiaal zorgt ervoor dat nakomelingen andere eigenschappen hebben dan hun ouders. Daarom kunnen twee bruinharige ouders een blond kind produceren. Door het proces van genetische recombinatie kan een soort zich in de loop van de tijd genetisch aanpassen aan zijn omgeving. Het kan ook leiden tot genetische ziekten.

Genetici kunnen een genetische koppelingskaart gebruiken om te achterhalen waar bepaalde eigenschappen voorkomen. Deze eigenschappen worden DNA-markers genoemd. Elke overgeërfde eigenschap kan een DNA-marker zijn, zolang deze van persoon tot persoon verschilt en gemakkelijk in een laboratorium kan worden gedetecteerd. Het in kaart brengen van bekende eigenschappen, zoals haar- en oogkleur, kan wetenschappers helpen extrapoleren waar andere eigenschappen kunnen verschijnen.

De fysieke afstand tussen eigenschappen op een genetische koppelingskaart wordt bepaald door de frequentie van recombinatie. DNA-merkers met een hogere frequentie van recombinatie worden ver uit elkaar getoond. Markers met een lagere frequentie liggen dicht bij elkaar.

Dit werkt omdat genen die dicht bij elkaar liggen, minder waarschijnlijk worden gescheiden door recombinatie. Als het gen voor blauwe ogen bijvoorbeeld naast het gen voor blond haar op de genetische koppelingskaart staat, hebben kinderen met blauwe ogen waarschijnlijk ook blond haar. Als er echter veel andere genen zijn tussen blauwe ogen en blond haar, kan de verwarring van genetische crossover deze eigenschappen scheiden, waardoor blauwe ogen en bruin haar ontstaan.

Dit zijn echter slechts aannames. Genetische koppelingskaarten worden vaak gebruikt als een raamwerk voor fysieke kaarten, die gedetailleerde kaarten van de DNA-sequentie zijn. Hiermee kunnen wetenschappers bepaalde genen snel identificeren.