Vezani geni najčešće pokazuju djelomičnu vezanost, jer tijekom mejoze nastaje barem jedna hijazma u bivalentu što dovodi do određenog broja rekombinacija između dva vezana gena.
Test-križanjem ženki vinske mušice F1 generacije nastaju 4 fenotipske klase potomaka (slika 5.4.), jer ženka F1 generacije stvara 4 vrste gameta: 2 gamete su roditeljske, a 2 su rekombinantne (posljedica su kromatidne izmjene između dva gena u bivalentu, slika 5.5.). Fenotipski omjer test-križanja nije 1:1:1:1 kao kod nezavisne segregacije. Većina potomaka test-križanja su roditeljski potomci (P), a puno je manje rekombinantnih potomaka (R, manje od 50 % ukupnog broja potomaka).
Slika 5.4. Djelomična vezanost gena.
Slika 5.5. Djelomična vezanost gena zbog kromatidne izmjene (co: crossing-over) (crtež: Renata Horvat).
Iz broja rekombinantnih potomaka F2 generacije moguće je izračunati učestalost rekombinacije između neka dva gena:
Učestalost rekombinacije = (broj rekombinantnih potomaka/ukupan broj potomaka) x 100 (%).
Ako je u nekom križanju učestalost rekombinacije (rekombinantnih potomaka) 6 %, to znači da je rekombinantnih gameta također 6 %, odnosno da je jačina vezanosti između ta dva gena 94 %. Učestalost rekombinanata za neki par gena ista je u svakom križanju jer geni zauzimaju stalne položaje na kromosomu i stoga je vjerojatnost za kromatidnu izmjenu među njima ista u svakom križanju.
Slika 5.6. Razlika između potpune i djelomične vezanosti gena.
Kromatidna izmjena (engl. crossing-over) je izmjena dijelova nesestrinskih kromatida homolognih kromosoma u profazi I mejoze. Kromatidnom izmjenom nastaju dvije vrste rekombinanata u jednakom broju zbog načina na koji se na određenom mjestu u bivalentu prekidaju, izmjenjuju i ponovno spajaju dvije nesestrinske kromatide. Nakon mejoze su dva produkta rekombinantna, a dva su roditeljska. Ukoliko nema kromatidne izmjene svi produkti mejoze su roditeljski (slika 5.6.).
Kromatidna izmjena se može dogoditi bilo gdje u bivalentu, događa se u nekim mejotskim stanicama, no ne u svima, stoga je broj rekombinantnih potomaka puno manji od polovice potomaka test-križanja. Potomci s novim kombinacijama svojstava nastaju rekombinacijom.
Položaj vezanih gena
Vezani geni mogu na kromosomu biti u cis– ili trans-položaju. Ukoliko su dva dominantna alela (ili dva recesivna) na istom kromosomu to je cis-položaj; ukoliko su na istom kromosomu jedan dominantan i jedan recesivan alel to je trans-položaj (slika 5.7.)
Nakon kromatidne izmjene gena u cis- i trans-položaju roditeljske gamete i rekombinantne gamete su različite; rekombinantne gamete nakon kromatidne izmjene gena u cis-položaju su identične roditeljskim gametama nakon kromatidne izmjene gena u trans-položaju i obrnuto.
Slika 5.7. Položaj vezanih gena.
Vezanost gena može se otkriti test-križanjem i analizom fenotipova potomaka.
Ako nakon dihibridnog test-križanja ne dobijemo fenotipski omjer 1:1:1:1 to znači da su geni na istom kromosomu, dakle vezani su. Ukoliko se radi o potpunoj vezanosti gena test-križanjem ćemo dobiti dvije fenotipske klase potomaka u omjeru 1:1. Ukoliko se radi o djelomičnoj vezanosti gena test-križanjem ćemo dobiti 4 fenotipske klase potomaka: dvije su roditeljske i javljaju se u velikom broju, a dvije su rekombinantne i javljaju se u manjem broju (manje od 50% ukupnog broja potomaka).
Problem može nastati ukoliko su dva gena na suprotnim krajevima kromosoma (maksimalno udaljeni): u tom slučaju dogodit će se barem jedna kromatidna izmjena i to u svim stanicama koje uđu u mejozu – stoga će ½ potomaka biti roditeljski, a ½ rekombinantni potomci (slika 5.6. desno). Fenotipski omjer dihibridnog križanja biti će 1:1:1:1 kao i u slučaju nezavisne segregacije kada su geni nezavisno smješteni. U takvom je slučaju nemoguće reći da li su geni vezani ili nisu. Da bismo riješili ovaj problem možemo napraviti test-križanje s mužjacima vinske mušice (nema kromatidne izmjene) ili trihibridno križanje u kojem pratitmo nasljeđivanje još jednog svojstva (gena) koji pokazuje vezanost sa već spomenutim genima.