Генетическое расстояние между двумя локусами — теоретическое понятие, основанное на реальных данных, частоте наблюдаемой рекомбинации (6) между локусами. Расстояние измеряют в единицах, названных сантиморганидами (сМ), определяемых как генетическое расстояние, при котором в среднем происходит один переход в 1% мейозов. (1 сМ — 1/100 морганиды, названной в честь Томаса Ханта Моргана, первым наблюдавшим генетическую рекомбинацию у плодовых мушек дрозофил). Следовательно, доля рекомбинации в 1% (9 = 0,01), приблизительно соответствует 1 сМ (почему эта величина приблизительная, объясняется дальше).
При увеличении генетического расстояния между двумя локусами частота рекомбинации, наблюдаемая между ними, увеличивается непропорционально. Дело в том, что по мере увеличения расстояния между двумя локусами, также возрастает шанс, что хромосома, несущая эти два маркера, может подвергаться более чем одному кроссинговеру между локусами.
Если два локуса находятся в хромосоме достаточно далеко друг от друга, чтобы при каждом мейозе происходил, по крайней мере, один переход, они расходятся независимо (Q = 0,5), на каком бы расстоянии они не находись физически. На практике значительная недооценка истинного генетического расстояния по частоте рекомбинации начинается как только Q превышает 0,1.
Следовательно, для того чтобы точно измерить истинное генетическое расстояние между двумя далеко расположенными локусами, необходимо использовать маркеры, располагающиеся на коротких генетических расстояниях в интервале между этими двумя локусами, складывая полученные расстояния между промежуточными маркерами, расположенными достаточно близко, чтобы генетические расстояния между ними давали правильную оценку.
Как крайний пример, два маркера в противоположных концах хромосомы будут вести себя как если бы они были независимы с Q = 0,5. Но, складывая все малые частоты рекомбинации между тесно располагающимися маркерами, можно провести точное измерение генетической длины отдельных хромосом человека. Таким образом, например хромосома 1 — самая большая хромосома человека с физической длиной 283 мегабазы имеет и наибольшую генетическую длину — 270 сМ (0,95 сМ/Мб); длинное плечо самой маленькой хромосомы 21 имеет физический размер 30 Мб и генетическую длину 62 сМ (2,1 сМ/Мб).
Измерение генетических размеров хромосом в сочетании с полной последовательностью ДНК, ставшей доступной в ходе реализации проекта «Геном человека», позволяет провести прямое сравнение генетической и физической длины целых хромосом. В целом геном человека, оцениваемый в 3200 мегабаз, имеет генетическую длину 3615 сМ, в среднем 1,13 сМ/Мб. Кроме того, как будет обсуждаться позже, отношение генетического расстояния и физической длины не одинаково вдоль хромосом, что видно при тщательном сопоставлении частот рекомбинации и физической длины.
Половые различия в генетических расстояниях
Выше дискуссии мы описывали измерение мейотической рекомбинации независимо от того, происходит она в мужском или женском гаметогенезе. Подобно тому, как мужской и женский гаметогенез имеют половые различия в типе и частоте мутаций, между мужчинами и женщинами также существуют значимые различия в рекомбинации. Генетическая длина всех хромосом у женщин — 4460 сМ, что на 72% больше, чем генетическое расстояние 2590 сМ у мужчин, причем генетические расстояния на 70% больше и в аутосомах женщин.
Причина повышенной рекомбинации у женщин по сравнению с мужчинами неизвестна, хотя предполагают, что это может быть вызвано многолетним периодом пребывания в мейозе предшественников женских гамет до овуляции.
