Ligamiento y recombinación. Problemas resueltos.

1) A los ojos en forma de riñón los produce un gen recesivo (k) en el tercer cromosoma de Drosophila. Los ojos color naranja, llamados cardenales, son producidos por el gen recesivo (cd) en el mismo cromosoma. Entre estos 2 loci hay un tercer locus con un alelo recesivo (e) que produce color de cuerpo ébano. Hembras homocigotas con ojos arriñonados y de color cardenal se cruzan con machos homocigotos con cuerpo color ébano. Entonces, se hace una cruza de prueba con las hembras F1 trihíbridas para producir la F2. Entre la progenie F2 de 4000 descendientes, se encontró lo siguiente:

1761 arriñonado, cardenal1733 ébano

128 arriñonado, ébano138 cardenal

97 arriñonado 89 ébano, cardenal

6 arriñonado, ébano, cardenal8 silvestre

A. Determine las relaciones de ligamiento en los progenitores y la F1 trihíbrida B. Estime la distancia de mapa

Solución. A) Los progenitores son de líneas homocigotas:

P: k e+ cd/ k e+ cd x k+ e cd+/ k+ e cd+

arriñonado, cardenal ébanoF1: ke+cd/k+ecd+

silvestre

Las relaciones de ligamiento de la F1 trihíbrida pueden determinarse directamente de la F2. Se pueden observar que los fenotipos más frecuentes corresponden a arriñonado, cardenal (1761) y ébano (1733), indicando que los genes para ojos en forma arriñonada y color cardenal estaban en un cromosoma en la F1 y ébano estaba sobre otro.

B) El entrecruzamiento entre los loci k y e producen la descendencia arriñonada, ébano (128) y cardenales (138). Los recombinantes dobles son los mutantes triples (6) y los de tipo silvestre (8). en suma, hay 128 + 138 + 6 + 8 = 280 recombinantes entre k y e:

280/4000 = 0,07% = 7 unidades mapa

Los entrecruzamientos entre e y cd producen los recombinantes sencillos arriñonado (97) y ébano - cardenal (98). Los recombinantes dobles deben contarse nuevamente en esta región:

97 + 89 + 6 + 8 = 200 entrecruzamiento entre e y cd 200/40000 = 0,05% = 5 unidades mapa

Imagen tomada de: http://www.cas.vanderbilt.edu/bsci111b/drosophila/flies-forked-bristles.jpg

2) En Drosophila, un gen llamado bifurcado (f) produce cerdas y pelo acortados. Otro gen llamado extendido (od) resulta en alas dispuestas en ángulo recto con respecto al cuerpo. Un tercer gen llamado granate (g) produce ojos color rosado en las moscas jóvenes. Hembras silvestres heterocigotas para los tres loci se cruzaron con machos silvestres. Los datos de la F1 aparecen a continuación:

F1:

Hembras todas silvestres

Machos

57419

6012

43913

9

granate, extendidagranate, bifurcado

bifurcadoextendida, bifurcado

granateextendidas

silvestresextendidas, granate, bifurcado

A. ¿Cuál es el gen del medio? B. ¿Cuáles son las relaciones de ligamiento entre los alelos de los loci bifurcado y extendido en

el progenitor materno? C. ¿Cuáles son las relaciones de ligamiento entre los alelos de los loci bifurcado y granate en el

progenitor materno? D. ¿En qué cromosoma están estos tres genes? E. Calcule las distancias de mapa F. ¿Qué tan operativa es la interferencia?

Solución. A) Los fenotipos más frecuentes observados entre la descendencia son aquellos que presentan

las características de granate - bifurcado (419) y extendidas (439). De esta forma, tanto la característica granate como bifurcado deben encontrarse en un mismo cromosoma en la hembra progenitora. Por otro lado, el rasgo extendido deben encontrarse sobre el otro cromosoma de la hembra. Asumiendo que estas características se encuentran ligadas al sexo, el genotipo de los progenitores será:

P: Gg;Odod;Ff x F;Od;GXX XYHembra heterocigota (silvestre)

Macho silvestre

Las relaciones de ligamiento, tanto como el gen dl medio, pueden obtenerse al analizar a los recombinantes dobles, que corresponde a los fenotipos menos frecuentes: 2 granates y 1 extendida - bifurcado.

CASO 1: Si el gen llamado extendido (od) estuviese en medio, no se podrían obtener los recombinantes dobles dados (no se considerará el orden de los extremos izquierdo y derecho):

P: g;Od;f/G;od;F F1: dobles recombinantes

g;od;f granate, extendido, bifurcado

G;Od;F silvestre

CASO 2: Si el gen llamado granate (g) estuviese en medio, no se podrían obtener los recombinantes dobles dados:

P: Od;g;f/od;G;F F1: dobles recombinantes

od;g;f extendido, granate, bifurcado

Od;G;F silvestre

CASO 3: Si el gen llamado bifurcado (f) estuviese en medio, sí se podrán obtener los recombinantes dobles dados:

P: Od;f;g/od;F;G

F1: dobles recombinantes

Od;F;g granate

od;f;G extendido, bifurcado

Entonces, el gen ubicado en el medio corresponde al bifurcado (f)

B) Se encuentra en fase de repulsión: Od;f;g / od;F;G

C) Se encuentran en fase de acoplamiento: Od;f;g / od;F;G

D) Dado el patrón de herencia, se encontrarán ubicados en el cromosoma X, o sea, corresponden a genes ligados al sexo.

E) Los entrecruzamientos entre los loci Od y f producen una descendencia formada por 13 silvestres y 9 extendidas - bifurcado - granate. Los recombinantes dobles corresponden a un descendiente con el fenotipo extendido - bifurcado y 2 granates. Así, hay 13 + 9 + 1 + 2 = 25 recombinantes entre los loci Od y f. El porcentaje de recombinación se obtiene de la siguiente forma:

25/1000 = 0,025 ó 2,5% de recombinación = 2,5 unidades de mapa (cM) Los entrecruzamientos entre los loci f y g producen una descendencia formada por 57 extendida - granate y 60 bifurcado. Los recombinantes dobles corresponden a un descendiente con el fenotipo extendido - bifurcado y 2 granates. Así, hay 57 + 60 + 1 + 2 = 120 recombinantes entre los loci f y g. El porcentaje de recombinación se obtiene de la siguiente manera:

120/1000 = 0,120 ó 12% de recombinación = 12 unidades de mapa (cM)

F) La interferencia se puede estimar de la siguiente forma: interferencia = 1 - coeficiente de coincidencia interferencia = 1 - (% de recombinantes dobles observados)/(% de recombinantes dobles esperados) interferencia = 1 - [(1+2)/1000]/(0,12 x 0,025) = 0 De esta manera, se establece que no existe una interferencia para los datos entregados.

4) En los seres humanos, la presencia de uno de los antígenos Rh sobre la superficie de los glóbulos rojos (Rh +) se debe a un gen dominante (R). A las células Rh - las produce el genotipo recesivo (rr). Un gen dominante (E) hace que la forma de los eritrocitos sea ovalada (eliptocitosis). Su alelo recesivo (e) produce células sanguíneas normales. Ambos genes están ligados aproximadamente a 20 unidades de mapa en uno de los autosomas. Un hombre con eliptocitosis, cuya madre tenía eritrocitos de forma normal y un genotipo homocigoto Rh + y cuyo padre era Rh - y heterocigoto para la eliptocitosis, se casa con una mujer normal Rh -.

A. ¿Cuál es la probabilidad de que su primer hijo sea Rh - y eliptocitótico? B. Si su primer hijo es Rh +, ¿cuál es la probabilidad de que también sea eliptocitótico?

Solución. A) Se debe analizar los genotipos de los progenitores del hombre con eliptocitosis: P: (Re) / (Re) x (rE) / (re)

madre con eritrocitos normales y Rh + homocigota

padre Rh - y heterocigoto para la eliptocitosis

De esta forma, se puede concluir que el hombre con eliptocitosis tiene el siguiente fenotipo: (Re) dado por la madre / (rE) dado por el padre

Si este individuo se casa con una mujer Rh - y con eritrocitos normales (er) / (er), la probabilidad de que su primer hijo sea Rh - y eliptocitótico (de genotipo rrEe) se establece de la siguiente forma: F1: (Re) / (rE) x (re) / (re)

hombre con elipocitosis y Rh +

mujer con Rh - y con eritrocitos normales

Como la distancia entre los loci R y E es de 20 cM, se espera que un 20% de los gametos sean recombinantes y que el 80% restante correspondan a gametos parentales. Sin embargo, dentro de este último porcentaje, la mitad corresponde al genotipo Re y la otra al genotipo rE. Para que se produzca un niño de genotipo rrEe se debe juntar un gameto que tenga los genes rE, el cual vendría del padre, y otro que contenga los genes re, que vendría de la madre. La probabilidad de que se encuentren estos gametos dependerá de la frecuencia con que se produzcan en los progenitores. Así, en el padre un 40% de los gametos producidos presentan los genes rE, lo que es igual a una probabilidad de 0,4, mientras que en la madre la totalidad de los gametos producidos en la meiosis presentan el genotipo re. 0,4 rE x 1 re = 0,4 O sea, se tiene una probabilidad de 0,4 (2/5)

B) Para que el hijo sea Rh + se debe considerara tanto los gametos parentales como los gametos recombinantes.

Re: es un genotipo parental que presenta una probabilidad de 0,4 RE: Es un genotipo recombinante que presenta una probabilidad de 0,1

La suma de esta 2 probabilidades 8eventos excluyentes) establecerá la probabilidad de tener un niño Rh +: 0,4 + 0,1 = 0,5. Sin embrago, un niño eliptocitótico se producirá tras un encuentro entre un gameto masculino, con los genes RE, y un gameto femenino que presente el genotipo re. De esta forma, la probabilidad de tener un niño eliptocitótico, además de ser Rh + , se calcula: 0,1 (probabilidad de encontrar un gameto RE) / 0,5 (probabilidad de encontrar un gameto RE ó Re) = 0,2