センチモルガンのソースを表示

[[遺伝学]]において、'''センチモルガン'''（{{lang-en|centimorgan}}, 記号: cM）あるいは'''地図単位'''（{{lang-en|map unit, m.u.}}）は[[遺伝的連鎖]]の計測に用いられる単位である。1世代間で[[乗換え (生物学)|乗換え]]の起こる期待値が0.01となるような[[染色体]]上（[[遺伝子座]]または[[遺伝子マーカー]]と呼ばれる）の位置の距離として定義される。染色体上での距離の算出にしばしば用いられるが、実際の物理的距離を表すものではない。

== 物理的距離との関係 ==
センチモルガンに対応する[[塩基対]]数はゲノムによって大きく異なり（染色体の領域によって乗換え頻度が異なる）、また、乗換えの起こる[[減数分裂]]が{{仮リンク|卵子形成|en|Oogenesis}}（女性配偶子の形成）か[[精子形成]]（男性配偶子の形成）のいずれであるかによっても変化する。

1センチモルガンはヒトにおいて平均しておよそ100万塩基対に対応する<ref>{{cite web |title = Terms and Definitions |author = Office of Rare Diseases Research |publisher = [[National Institutes of Health]] |url = http://rarediseases.info.nih.gov/Glossary.aspx?acronym=False#C |url-status = dead |archive-url = https://web.archive.org/web/20120717121400/http://rarediseases.info.nih.gov/Glossary.aspx?acronym=False#C |archive-date = 2012-07-17 |accessdate=2017-02-03}}<!-- 英語版の oldid=763555913 で追加を確認--></ref><ref>{{cite book |first1 = Harvey |last1 = Lodish |first2 = Arnold |last2 = Berk |first3 = Paul |last3 = Matsudaira |first4 = Chris A. |last4 = Kaiser |first5 = Monty |last5 = Krieger |first6 = Matthew P. |last6 = Scott |first7 = Lawrence |last7 = Zipursky |first8 = James |last8 = Darnell |title = Molecular Cell Biology, |edition = 5th |publisher = W. H. Freeman |location = San Francisco |year = 2004 |pages = [https://archive.org/details/molecularcellbio00harv/page/396 396] |isbn = 0-7167-4366-3 |quote = ...in humans 1 centimorgan on average represents a distance of about 7.5x10E5 base pairs |url-access = registration |url = https://archive.org/details/molecularcellbio00harv/page/396 }}</ref>。1センチモルガンに対応する染色体の物理的距離はゲノム上の位置によって異なり、また女性においては配偶子形成の過程で男性に比べ組換えが顕著に多く起こることから、関係はあくまでおおざっぱなものにすぎない。Kong らは女性のゲノム長が4460 cMである一方、男性ゲノム長は2590 cMにすぎないと計算している<ref>{{cite journal |first1 = Augustine |last1 = Kong |first2 = Daniel F. |last2 = Gudbjartsson |first3 = Jesus |last3 = Sainz |first4 = Gudrun M. |last4 = Jonsdottir |first5 = Sigurjon A. |last5 = Gudjonsson |first6 = Bjorgvin |last6 = Richardsson |first7 = Sigrun |last7 = Sigurdardottir |first8 = John |last8 = Barnard |first9 = Bjorn |last9 = Hallbeck |first10 = Gisli |last10 = Masson |first11 = Adam |last11 = Shlien |first12 = Stefan T. |last12 = Palsson |first13 = Michael L. |last13 = Frigge |first14 = Thorgeir E. |last14 = Thorgeirsson |first15 = Jeffrey R. |last15 = Gulcher |first16 = Kari |last16 = Stefansson |title = A high-resolution recombination map of the human genome. |journal = Nature Genetics |date = 10 June 2002 |volume = 31 |issue = 3 |pages = 241–247 |pmid = 12053178 |doi = 10.1038/ng917 }}</ref>。{{仮リンク|熱帯熱マラリア原虫|en|Plasmodium falciparum|redirect=1}}では1センチモルガンあたりおよそ15 [[塩基対#単位|kb]]以下の組換え距離となる。すなわち、15 kbのDNA（15,000ヌクレオチド）で隔たれた遺伝子マーカーどうしは1世代あたりの乗換えが起こる期待値が0.01となるということである。非{{仮リンク|シンテニー|en|Synteny}}遺伝子（異なる染色体上にある遺伝子）は本質的に無関係であるから、cM距離は適用できないことに注意。

== 組換え確率との関係 ==
2遺伝子マーカー間の[[遺伝的組換え]]は、マーカー間に奇数回乗換えが起きた場合のみ確認できることから、センチモルガン距離は遺伝的組換えの確率に正確に対応するものではない。乗換えの回数が[[ポアソン分布]]に従って分布するとする[[J・B・S・ホールデン]]の地図函数を考えると<ref>{{cite web |first = Ted |last = Helms |year = 2000 |url = http://www.ag.ndsu.nodak.edu/plantsci/adv_genetics/genetics/mf/mf01.htm |url-status = dead |archive-url = https://web.archive.org/web/20120321211822/http://www.ag.ndsu.nodak.edu/plantsci/adv_genetics/genetics/mf/mf01.htm |archive-date = 2012-03-21 |title = Haldane's Mapping Function |publisher = Department of Plant Sciences, North Dakota State University |accessdate=2016-12-01}}<!-- 英語版の oldid=752539876 で追加を確認--></ref>、{{mvar|d}} センチモルガンの遺伝距離にあるとき
:<math>\ P(\text{recombination}|\text{linkage of }d\text{ cM}) = \sum_{k=0}^{\infty} \ P(2k + 1 \text{ crossovers}|\text{linkage of }d\text{ cM})</math>
:<math>{} = \sum_{k=0}^{\infty} e^{-d/100} \frac{(d/100)^{2\,k+1}}{(2\,k+1)!} = e^{-d/100} \sinh(d/100) = \frac{1 - e^{-2d/100}}{2}\,</math>
の確率で奇数回の乗換えが起きる。ただし {{math|sinh}} は[[双曲線関数|双曲線正弦函数]]である。組換えの起こる確率は {{mvar|d}} が小さい時およそ {{math|''d''/100}} となり、{{mvar|d}} が無限大に近づくにつれ50%へと収束していく。

公式の逆を取ることで、組換え確率の函数として {{mvar|d}} を得られる。
:<math>d=50 \ln\left({\frac{1}{1 - 2 \ P(\text{recombination})}}\right)\,</math>

== 語源 ==
センチモルガンは[[J・B・S・ホールデン]]によって、遺伝学者[[トーマス・ハント・モーガン]]に因んで命名された<ref>{{Cite journal |last = Haldane |first = J.B.S. |date = 1919 |title = The combination of linkage values and the calculation of distances between the loci of linked factors |journal = Journal of Genetics |volume = 8 |pages = 299-309 |quote = It is suggested that the unit of distance in a chromosome as defined above be termed a "morgan," on the analogy of the ohm, volt, etc. Morgan's unit of distance is therefore a centimorgan. (p. 305) }}</ref>。しかしながら、今日派生元の「モルガン」はほとんど使用されない。

== 関連項目 ==
*{{仮リンク|突然変異率|en|Mutation rate}}

== 脚注 ==
{{reflist}}

== 外部リンク ==
{{refbegin}}
*{{cite journal |author1 = Xin-Zhuan Su |first2 = Michael T. |last2 = Ferdig |author3= Yaming Huang |author4 = Chuong Q. Huynh |first5 = Anna |last5 = Liu |author6 = Jingtao You |first7 = John C. |last7 = Wootton |first8 = Thomas E. |last8 = Wellems  |title = A genetic map and recombination parameters of the human malaria parasite Plasmodium falciparum |journal = Science |volume = 286 |issue = 5443 |pages = 1351–1353 |date = November 1999 |pmid = 10558988 |doi = 10.1126/science.286.5443.1351 |url = https://zenodo.org/record/1231171 }}
{{refend}}

{{DEFAULTSORT:せんちもるかん}}
[[Category:物理単位]]
[[Category:遺伝学]]