Yhteinen perimä ja cM (centiMorgan), mikä se on?

DNA-testiä sukututkimuksessa hyödyntäessä törmää väistämättä yksikköön cM. Yksikkö on nimetty Thomas H. Morganin (1866-1945) mukaan. Morgan ja A.H. Sturtevant (1891-1970) hyödynsivät kollegoineen uraauurtavissa genetiikan tutkimuksissa nopeasti lisääntyviä banaanikärpäsiä. He havainnollistivat geenien rakennetta Stuertevantin kehittämällä geenikartalla, joka tekniikka on edelleen käytössä. Olen sukulaisuuden laskuriin lisännyt (koodaajien avulla) cM arvon arvioinnin. Kyseesä on siis keskimääräinen, matemaattinen arvio. Arvio sisältää suuren vaihteluvälin ja todellinen lukema on mieluummin tätä pienempi kuin suurempi varsinkin kaukaisempien sukulaisuuksien kohdalla. Näin siksi, että sukulaisuus ei voi palautua keskiarvoon, jos se jossakin sukupolvessa (meioosissa) jää selvästi alle keskiarvon.

cM ei kuvaa fyysisesti yhteisen DNA:n määrää, vaan se on maallikolle huomattavan hankalasti käsitettävä tunnusluku. cM kuvaa kromosomipaikkojen välistä etäisyyttä, jossa poikkeavuuksien keskimääräinen lukumäärä yhden sukupolven aikana on 0,01 eli 1%. Jokaisessa kromosomissa cM vaihtelee, esimerkiksi kromosomi 1 sisältää 281,5 cM ja kromosomi 21 vain 70,2 cM informaatiota. DNA-laboratoriot käyttävät cM-yksiköitä osoittamaan toisiaan vastaavien DNA-segmenttien kokoa.

cM-arvo ja sukulaisuus

Henkilöiden yhteiseen perimään vaikuttaa se, montako meioosia (sukusolun tuman jakautuminen) heidän välillään on. Lapsen ja vanhemman välillä on yksi meioosi ja heillä on yhteistä perimää tasan 50%, jos ei huomioida, että meioosin yhteydessä tapahtuu myös satunnaista tekijäinvaihduntaa ja mutaatioita. Sisarukset ja tavalliset kaksoset erottaa toisistaan kaksi meioosia. Heillä on yhteistä perimää matemaattisesti laskien keskimäärin 50%, mutta yleensä on vähemmän (voi tietty olla enemmänkin).

Arvioiden mukaan 10% kolmansista serkuista ja 50% neljänsistä serkuista ei jaa tunnistettavasti yhteistä perimää. Sitä etäisempien serkkujen kanssa yhteinen perimä on vielä  harvinaisempaa. Tosin sanoen, vaikka sinulla on testattuja sukulaisia tältä etäisyydeltä paljonkin, kaikki tämän etäisyyden sukulaiset eivät ole tuloksissa. Toisaalta kaukaisemmilla sukulaisilla voi olla joku segmetti yhteistä perimää, joka sattumalta on periytynyt sukupolvesta toiseen. Tässä tapauksessa sukulaisuus arvioidaan läheisemmäksi kuin se onkaan. Sukulaisuuden osoittava mutaatio voi myös palata, jolloin henkilö on näennäisesti läheisempää sukua kaukaisemmille sukulaisilleen, kun todellisesti läheisemmille. Älä siis lainkaan ihmettele, jos et löydä sukulaisuutta kaikille, joiden tietokanta väittää olevan sukulaisia. Älä myöskään ihmettele, jos joku testin teettänyt etäserkku jää tuloksista löytymättä.

Kahden henkilön DNA-tuloksia vertailtaessa yhteinen cM-arvo merkitsee enemmän kuin sen perusteella arvioitu sukulaisuus. Yhteinen perimä voi summautua useista linjoista ja voi siksi antaa sukulaisuuden arvoiksi läheisemmän kuin todellisuudessa on. Mitä kauempi sukulaisuus on, sitä useammasta sukulaisuuden hipusta eri reittejä se käytännössä muodostuu. Suuri cM-lukema osumien välillä todistaa, että henkilöt ovat läheisiä sukulaisia. Esimerkiksi 2600 cM todistaa hyvin varmasti, että henkilöt ovat sisaruksia tai vanhempi ja lapsi. Pienemmällä todennäköisyydellä, mutta mahdollisesti henkilö voi olla toiselle setä, täti, kaksoisserkku tai lapsenlapsi. Missään tapauksessa henkilöt eivät ole keskenään esimerkisi 4. serkut tai etäisemmät.

Edes tutkimustekniikan kehittyminen tai laskenta millä tahansa menetelmällä ei tuo tähän lisää tarkkuutta, sillä kyse on DNA:sta itsestään. Autosomaalinen DNA periytyy tasaisesti molemmilta vanhemmilta. Perimä muodostuu ja muokkautuu satunnaisessa prosessissa, jota kutsutaan rekombinaatioksi. Esimerkiksi pikkuserkkujen keskimääräinen yhteinen perimä on 212,5 cM, mutta cM-luku voi yhtä hyvin olla vain 50 cM (tai hyvin pienellä todennäköisyydellä nolla) ja toisaalta jopa 760 cM. Toisin sanoen henkilöt, joilla yhteinen perimä on 212,5 cM, voivat olla sukulaisuudeltaan esimerkiksi setä, täti, sisaruksen lapsi tai kolmas serkku yhden sukupolven takaa (3s1r).

Longest Block

cM arvon lisäksi viitteitä sukulaisuudesta antaa pisin segmentti (longest block, LBlock). LBlock kuvaa pisintä yhteistä segmenttiä, joka on sama molemmilla henkilöillä.  Jos yhteinen perimä summautuu monesta eri linjasta, on tämä segmentti todennäköisesti lyhyempi, kuin tapauksessa, että sama cM-lukema muodostuu vain yhtä tai  muutamaa reittiä. Näin voidaan päätellä, että saman cM-luvun omaavista osumista yleensä läheisempi on se, jonka kanssa on pitempi LBlock.

Ominaisuuksien periytyminen

Sukututkijat viittaavat joskus geneettisten ominaisuuksien periytymiseen. Määrätynlaisten hiusten, korvien muodon tai silmien värin tai muun ulkoisen seikan sanotaan periytyvän suvussa. Erän sukututkija esitti olevansa sukua eräässä turkulaisessa museossa olevan taulun henkilölle, koska tämä taulun kuva niin tarkasti muistutti hänen isoisäänsä. Isoisä oli samasta ilmansuunnasta ja hänen isänsä isä oli tuntematon. Näin henkilö oli rakentanut hauskan teorian alueen hallintohenkilön ihastumisesta hänen esiäitiinsä. Pöytäseurue hyväntahtoisesti hymyillen vaihtoi puheenaihetta.

Keskusteluissa tulee esiin myös taitojen ja luonteenpiirteiden, kuten urheilullisuuden, taiteellisuuden tai  rikollisuuteen taipuvuuden periytyminen. Siirryttäessä tälla alueelle pian tulee vastaan myös geneettisesti periytyvät sairaudet. Tällaiset keskustelut eivät oikeastaan liity sukututkimukseen, jossa selvitetään sukulaisuussuhteita. Kaikki punatukkaiset tai taitavat laulajat tai urheilijat, rikollisista puhumattakaan, eivät ole keskenään sukua eikä ominaisuus yksinään todista sukulaisuuden puolesta tai sitä vastaan. Vaikka isoisäsi olisi ollut sarjamurhaaja, ei oma riskisi murhaajaksi ryhtymisestä ole yhtään sen suurempi. Ympäristöllä on suurempi vaikutus kuin perimällä. Sillä, että olet jonkin henkilön 7 serkku, ei ole yhteisten ominaisuuksien kannalta mitään merkitystä eikä DNA:n avulla voi täsmällistä sukulaisuutta vahvistaa eikä oikeastaan kumotakaan. Vaikka kyse olisi suorasta äiti- tai isälinjasta, sukulaisuus voi tulla jotain toista kautta tai tapahtunut mutaatio voi virheellisesti kumota sukulaisuuden.

Tällä haluan sanoa, että käytä DNA-tuloksia vain sukulaisuuksien selvittämiseen ja yleisestä mielenkiinnosta suvun historiallisiin taustoihin. Sairastumisriskien ja muiden ominaisuuksien yhteydessä ei enää voi puhua puhtaasta DNA-sukututkimuksesta ja näissä tapauksissa erityisesti on huomioitava mm. läheisten mielipide asiasta, kun julkaiset tietoja tai mielipiteitä. Ne tahot, jotka tuloksiisi, pääsevät, saavat tietenkin avaimen kaikkeen tietoon. Niin, älä myöskään tee itsestäsi naurunalaista, kuten sukututkija edellä esitetyssä tapauksessa.

Toimitan myöhemmin julkaistavaksi tekstiä esim SNP-profiloinnista yms, mutta kommentteja ja toiveita otan vastaan. Minulle välittyy viestit osoitteesta info at humogen.net.

A Miettinen ja I Virta