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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.


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.


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


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


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)


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

#


Ji-cuadrado


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


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


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.


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


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


Frecuencia de recombinación

• La frecuenciamáxima derecombinación (r)es del 50%.

• Genes no ligados:r = 50%– En diferentes

cromosomas.

– Distantes en elmismocromosoma.


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


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


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


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


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


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)

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