Upload
hoangliem
View
225
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Tema 6. Ligamiento y mapasgenéticos
Genética CC. Mar 2005-06
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 2
Objetivos
•Establecer las relaciones entre genessituados en el mismo cromosoma.
•Explicar los principios básicos deelaboración de mapas genéticos eneucariotas.
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 3
Segregación no independiente (I)
• 1910 Morgan, Drosophila melanogaster
P ojos rojos, alas normales ! ojos púrpura, alas vestigiales pr+/pr+ vg+/vg+ pr/pr vg/vg
F1 rojo, normal pr+/pr vg+/vg
Cruzamiento prueba rojo, normal ! púrpura, vestigial
pr+/pr vg+/vg pr/pr vg/vg
F2 pr+/pr vg+/vg rojo normal 1339 tipo paternopr+/pr vg/vg rojo vestigial 151 tipo no paternopr/pr vg+/vg púrpura normal 154 tipo no paternopr/pr vg/vg púrpura vestigial 1195 tipo paterno
• La proporción no es 1:1:1:1 => la segregaciónno es independiente.
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 4
Segregación no independiente (II)
• Los gametos de tipo paterno (genotipos parentales) sonmucho más frecuentes que los no paternos.
• Los genes están ligados, localizándose en el mismocromosoma.
• Los tipos no paternos son realmente genotiposrecombinantes, que se producen por recombinacióngenética durante el entrecruzamiento meiótico.
Figura. Mecanismo de entrecruzamiento
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 5
Fase gamética
• Los genes ligados se pueden ordenar dedos maneras (“fase”):
– Acoplamiento (cis) = AB / ab
– Repulsión (trans) = Ab / aB
AB Ab AB Ab
---- ---- === ===
ab aB ab aB
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 6
Demonstración del entrecruzamiento
• Harriet Creighton yBarbara McClintock(1931) en maíz.
• La recombinaciónestá asociada alintercambio defragmentos físicos delos cromosomas.
C: color de la semilla, c: sin color
Wx: endospermo almidonoso, wx: endospermo ceroso
Figura. Experimento de Creighton y McClintock (1931)
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 7
Determinación de grupos deligamiento
• H0: los genes no están ligados (segreganindependientemente).
• H1: los genes están ligados.
• Cruzamiento prueba.
• Ji-cuadrado de independencia (o de ajuste)g.l.= (nº de columnas – 1) ! (nº de filas – 1
! 2=
(Oi" E
i)2
Eii=1
n ºde !clases
#
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 8
Ji-cuadrado
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 9
Prueba del ligamiento (I)
• Drosophila (b+ cuerpo gris, b cuerpo negro; vg+ alas normales, vgalas vestigiales)
b+/b vg+/vg (gris, normal) ! b/b vg/vg (negro, vestigial)
283 gris, normal
1294 gris, vestigial
1418 negro, normal
241 negro, vestigial
Observados vg+ v g
b+ 283 1294 1577
b 1418 241 1659
1701 1535 3236
Figura. Mutantes vestigial
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 10
Prueba del ligamiento (II)
• Si los genes no estuviesen ligados esperaríamos:b+ vg+ = 1577/3236 ! 1701/3236 ! 3236 = 1577 ! 1701 / 3236 = 828.95
b+ vg = 1577 ! 1535 / 3236 = 748.05
b vg+ = 1659 ! 1701 / 3236 = 872.05
b vg = 1659 ! 1535 / 3236 = 786.95
"2 = (283 – 828.95)2 / 828.95 + (1294 – 748.05)2 / 748.05+ (1418– 872.05)2 /872.05 + (241–786.95)2 / 786.95 = 1478.556
"21g.l, 0.05= 3.84
"2 >> "21g.l, 0.05 => Se rechaza H0 = los genes están ligados.
Observados vg+ v g
b+ 283 1294 1577
b 1418 241 1659
1701 1535 3236
Esperados vg+ v g
b+ 828.95 748.05 1577
b 872.05 786.95 1659
1701 1535 3236
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 11
Mapas genéticos
• Alfred Sturtevant (1913): mayordistancia entre genes => mayor nº deentrecruzamientos => mayorfrecuencia de recombinación (FR o r).
• Entrecruzamiento (físico) !recombinación (genética).
• Con las distancias podemos construirmapas genéticos.
• 1 unidad de mapa (mu) =
1 centimorgan (cM) =
1% recombinación.
Figura. Entrecruzamiento y distancia genética.
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 12
Primer mapa
• Drosophila. Genes ligados al sexo white (w),miniatura (m) y yellow (y).
– FR (w ! m) = 32.6%
– FR (w ! y) = 1.3%
– FR (m ! x) = 33.9%
y w x1.3 mu 32.6 mu
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 13
Cruzamientos de dos puntos
• Se estudian dos caracteres en ladescendencia de un cruzamientoprueba de un doble heterocigoto.– Freq (parental) > Freq (recombinante).
– Freq (parental 1) = Freq (parental 2).
– Freq (recombinante 1) = Freq(recombinante 2).
• Más exacto en distancias cortas.
• La frecuencia de recombinaciónsubestima las distancias de mapa.
• Conviene medir una progenienumerosa.
Frecuencia!de!recombinación!(r) =N º recombinantes
N º progenie!100
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 14
Frecuencia de recombinación
• La frecuenciamáxima derecombinación (r)es del 50%.
• Genes no ligados:r = 50%– En diferentes
cromosomas.
– Distantes en elmismocromosoma.
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 15
Cruzamiento de tres puntos
• Se estudian tres caracteres en la descendencia un tripleheterocigoto con un triple homocigoto recesivo.
• Se empieza por establecer el orden de los genes.
• 8 clases fenotípicas posibles:– 2 parentales (los más frecuentes)
– 4 recombinantes simples (menos frecuentes)
– 2 recombinantes dobles (muy raros)
• En el doble recombinante cambia la orientación delpar alélico situado en el medio de los tres genes:
Figura. En el doble recombinante el gen del medio es el que invierte sus alelos
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 16
Ejemplo cruzamiento 3 puntos (I)
• Las clases 6 y 7 sonrecombinantes dobles.
• => El orden es p j r.
Figura. Resultado del doble entrecruzamiento
Figura. Cruzamiento de tres puntos
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 17
Ejemplo cruzamiento 3 puntos (II)
• FR (p ! j) = (52 + 46 + 4 + 2) /500 ! 100 = 20.8%
• FR (j ! i) = (22 + 22 + 4 + 2) /500 ! 100 = 10.0%
• FR (p ! r) = FR (p x j) + FR (j x r)! 100 = 30.8%
Figura. Mapa genético
Figura. Resultados del cruce
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 18
Interferencia y coincidencia
• En el ejemplo anterior la frecuencia de los doblesrecombinantes debería ser 0.208 ! 0.100 = 2.08%,pero es 6/500 = 1.2%
• Interferencia: la presencia de un entrecruzamientointerfiere con la formación de otro entrecruzamientocercano.
• En el ejemplo anterior CC = 0.012/0.0208 = 0.577;
I = 0.423.
Coeficiente!de!coincidencia!(CC) =N ºdobles!recombinantes!observados
N ºdobles!recombinantes!esperados
Interferencia!(I ) = 1! Coeficiente!de!coincidencia
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 19
Funciones de mapa (I)
• Entrecruzamientos dobles entre dos genes:– 100% gametos parentales.
– Subestima de la distancia de mapa.
– Relación no linear entre la frecuencia de recombinacióny la distancia de mapa.
Figura. Progenie de entrecruzamientos simples y dobles
Genética CC Mar 2005/6 • D. Posada, Universidad de Vigo 20
Funciones de mapa (II)
• Podemos ignorar la interferencia y asumir que el número deentrecruzamientos sigue una distribución de Poisson conmedia d:
• Podemos estimar la probabilidad de observarentrecruzamientos mútiples impares (1,3,5,7, … ), ya queson los únicos que resultan en genotipos recombinantes.
P(X = x) = e!ddx
x!
r =e!dd(2k+1)
(2k +1)!k=0
"
# =1
2(1! e
!2d)