Ricombinazione di geni associati
sullo stesso cromosoma
e mappe genetiche
Segregazione indipendente di
due caratteri: geni non
associati
doppio
eterozigote
omozigote
recessivo
M= foglie normali
m= foglie screziate
D= altezza normale
d= pianta nana
Classi fenotipiche parentali e
ricombinanti
nella
F1
si
manifestano
con
la
stessa
frequenza
Geni associati
Thomas Morgan (1910) usò il moscerino della frutta, Drosophila
melanogaster, per dimostrare che i geni sono disposti sui cromosomi
in maniera lineare
L’ assortimento indipendente non è applicabile quando due loci genici
sono situati sulla stessa coppia di cromosomi omologhi, specialmente
se non sono distanti.
Questi loci genici sono associati e la loro tendenza ad essere ereditati
insieme si definisce linkage
SU COSA SI BASA IL LINKAGE?
Due geni che mappano sullo
stesso cromosoma si dicono
SINTENICI
Due
geni
sintenici
segregherebbero
sempre
assieme se non esistesse il
crossing-over
nella
prima
divisione meiotica
Il crossing-over è il meccanismo alla base della
produzione di gameti ricombinanti!
Per ogni singolo crossing-over si formeranno metà gameti ricombinanti
e metà non ricombinanti
Geni associati
Due geni possono essere associati in fase CIS o in fase TRANS
Associazione in CIS (o coupling= accoppiamento) :
un cromosoma porta entrambi gli alleli dominanti e l’omologo entrambi gli alleli
recessivi
Associazione in TRANS (o repulsion= repulsione) :
Ciascun cromosoma della coppia di omologhi porta un allele dominante e uno
recessivo
Geni che presentano
associazione completa
(assenza di crossing-over)
Le uniche classi fenotipiche
osservabili nella F1 sono le
parentali
Geni che presentano
associazione incompleta
(crossing-over)
Le classi fenotipiche parentali
sono
più
abbondanti
delle
ricombinanti
2 LOCI:
22= 4 combinazioni
AB Ab aB ab
Aa
no crossingcrossing-over
AA aa
Bb
Aa Aa
crossingcrossing-over
Meiosi I
BB bb
BB bb
AA
aa
Aa
Aa
BB
bb
BB
bb
Meiosi II
A
A
a
a
A
a
A
a
B
B
b
b
B
B
b
b
Nella progenie il numero di ricombinanti rispetto ai
genotipi parentali dipende dal numero di crossing-over
In genere più due loci sono distanti, più frequentemente
può avvenire un crossing-over
NB:
NB: La
La frazione
frazione di
di ricombinazione
ricombinazione sara’
sara’ uguale
uguale aa 0,5
0,5 solo
solo
per
per loci
loci non
non sintenici;
sintenici; per
per loci
loci sintenici
sintenici molto
molto distanti
distanti fra
fra
loro,
loro, la
la frequenza
frequenza di
di ricombinazione
ricombinazione sisi avvicina
avvicina aa 0,5
0,5
Doppio Crossing Over
In realtà, la frequenza di crossing-over è
leggermente maggiore di quella dei gameti
ricombinanti
Infatti il verificarsi contemporaneo di due
crossing-over sugli stessi due cromatidi
omologhi, ricostituisce la combinazione
genica originale
Su due loci molto vicini il doppio crossingover è molto improbabile
Come dimostrare l’associazione?
Con il reincrocio
Frequenza di ricombinazione=
n° ricombinanti/n°totale X 100
Frequenza di ricombinazione= 50%
i geni assortiscono indipendentemente
Frequenza di ricombinazione< 50%
i geni sono associati
(sono sullo stesso cromosoma)
Calcoliamo la frequenza
di ricombinazione
reincrocio
La frequenza con cui si verifica il crossing-over tra due
geni (frequenza di ricombinazione) è funzione della
loro distanza: maggiore è la distanza tra i geni,
maggiore è la probabilità che esso si verifichi e
interrompa la loro associazione.
Dal calcolo della frequenza genica dei ricombinanti e
degli individui parentali si ricava la disposizione e la
distanza tra i geni mappe geniche.
geniche
Come e perché costruire
mappe genetiche
Mappe geniche
Sono diagrammi che mostrano la posizione relativa dei
geni e di altri marcatori sui cromosomi
Le distanze tra geni associati sono additive.
Considerando i geni a due a due, è possibile costruire
mappe di associazione con le posizioni relative dei geni.
Relazione lineare tra frequenza di ricombinazione e
distanza di mappa? Si entro certe distanze quando i
geni sono lontani aumenta la probabilità di eventi multipli
di crossing-over (<7% distanza accurata; >7% si perde
linearità).
Maggiore è il numero di
crossing-over e minore
è la probabilità che
avvengano!
Come si misura la distanza tra geni associati?
Si misura in unità di mappa
1 unità di mappa = 1% di
ricombinazione fra due loci genici
In onore di T.H. Morgan:
1 unità di mappa = 1 centiMorgan (cM)
In media nell’uomo corrisponde
ad 1 milione circa di bp (1 Mb)
L’unità di di mappa non è una distanza fisica ma genetica!
250 Mb chr. 1 50 Mb chr.Y
2.968 geni
231 geni
1 gene umano è lungo in media 27kb
Geni piccoli, es. istoni , sono circa 0,1-0,4kb
Geni grandi, es. distrofina, sono anche di 2,3Mb
Quindi nell’esperimento
precedente:
Frequenza di ricombinazione = 0.18 (18%)
Distanza tra i loci= 18cM
Stabilire l’ordine dei geni
Il saggio a tre punti permette di determinare l’ordine di tre geni sul
cromosoma e le distanze di mappa.
Come si stabilisce l’ordine dei geni?
1. determinare la disposizione degli alleli nei genitori esaminando le
classi parentali (quelle che mostrano frequenza più alta);
2. identificare le classi di progenie derivanti da doppi crossing over
(quelle che mostrano frequenza più bassa);
3. stabilire l’ordine dei geni sul cromosoma in base alla disposizione
degli alleli nelle classi dei doppi crossing over.
Stabilire l’ordine dei geni
Come si stabilisce l’ordine dei geni?
1. determinare la disposizione degli alleli nei genitori esaminando le
classi parentali (quelle che mostrano frequenza più alta);
2. identificare le classi di progenie derivanti da doppi crossing-over
(quelle che mostrano frequenza più bassa);
3. stabilire l’ordine dei geni sul cromosoma in base alla disposizione
degli alleli nelle classi dei doppi crossing over.
La coppia di alleli centrali viene scambiata rispetto
alle 2 coppie di alleli esterni
L’esame dei doppi crossing-over (classi fenotipiche
meno frequenti) permette di dedurre
quale gene si trova in mezzo
Chi cambia posizione
rispetto ai cromosomi
parentali?
j
Possibile ordine genico
Ricombinanti
Stabilire l’ordine dei geni
Come si stabilisce l’ordine dei geni?
1. determinare la disposizione degli alleli nei genitori esaminando le
classi parentali (quelle che mostrano frequenza più alta);
2. identificare le classi di progenie derivanti da doppi crossing-over
(quelle che mostrano frequenza più bassa);
3. stabilire l’ordine dei geni sul cromosoma in base alla disposizione
degli alleli nelle classi dei doppi crossing over.
Calcolo delle
distanze di mappa
Perché costruire mappe geniche?
Isolamento genico
Per localizzare loci genici per importanti malattie
Studi di base (es. comparazione tra specie)
