Corso di genetica agraria Associazione o linkage Test-cross o reincrocio Funzionalmente, il test-cross è un incrocio tra un ibrido e la linea che è omozigote per tutti i tratti recessivi Il test-cross svela tutti i tratti recessivi nascosti dal fenomeno della dominanza In un test-cross la progenie appare sempre in un rapporto 1:1, 1:1:1:1, ecc. Il numero delle classi è proporzionale al grado di eterozigosità ed al numero di differenti tipi di gameti prodotti dall’ibrido La progenie di questo incrocio è stata utilizzata da Sturtevant, allievo di Morgan, per esaminare la ricombinazione La ricombinazione rompe il linkage Il crossing over durante la profase I della meiosi determina la produzione di diversi tipi di gameti rispetto a quelli previsti dalle regole Mendeliane mapping genes Lo studente di Morgan A. Sturtevant utilizza il test cross per designare la mappa relativa alla posizione di 3 geni di Drosofila : colore del corpo (black, b), ala vestigiale (vestigial, vg), e colore dell’occhio (cinnabar, cn). la frequenza di ricombinazione tra cn e b è del 9%. la frequenza di ricombinazione tra cn e vg è del 9.5%. la frequenza di ricombinazione tra b e vg è del 17%. L’unica possibile disposizione dei tre geni mette il gene del colore degli occhi in mezzo agli altri due mapping genes Le tre frequenze di ricombinazione nel nostro esempio di mapping non sono additive: 9% (b-cn) + 9.5% (cn-vg) > 17% (b-vg). Questi risultati sono determinati dagli eventi di crossing-over multipli : Infatti un secondo crossing-over “cancella” il primo e riduce il numero delle progenie ricombinanti osservate. I geni più lontani (per esempio, b-vg) sono in realtà più lontani in funzione degli eventi di crossing-over multipli. b+ b+ cn+ vg+ cn vg+ b cn+ b cn vg vg Interferenza Crossing over in regioni cromosomiche adiacenti sono di solito non indipendenti. Questa interazione è chiamata interferenza. Un crossing over in una regione di solito fa diminuire la probabilità di un crossing over in una regione adiacente. observerd # of double recombinan ts Interferen ce(I) 1 expected # of double recombinan ts Centimorgan (cM) 1 cM (o 1 unità di mappa genetica, m.u.) è la distanza tra geni che presentano una frequenza di ricombinazione dell’1%. linkage group A – B – C = unlinked genes D – E – F – G = Genes on the same linkage group H – I = Genes on the same linkage group [A] [B] [C] [D – E – F – G ] [H – I ] = five linkage groups Linkage Groups Coppie di geni possono mostrare sia linkage che assortimento indipendente Geni che segregano independentemente sono su differenti cromosomi Geni che mostrano linkage completo o incompleto sono sullo stesso cromosoma Gruppi di geni che mostrano linkage (a coppie) sono tutti sullo stesso cromosoma Genetic mapping Se geni sullo stesso cromosoma mostrano linkage, E il linkage è il riflesso di una distanza fisica tra i geni sul cromosoma, Allora, le frequenze di ricombinazione potrebbero essere utilizzate per creare una mappa lineare di geni sul cromosoma La definizione dell’unità di mappa o centimorgan (cM) 1 cM (o 1 unità di mappa genetica, m.u.) è la distanza tra geni che presentano una frequenza di ricombinazione dell’1%. Genetic mapping Il massimo teorico per la funzione di mappa è 50 cM, al di sopra la coppia di geni segrega independentemente Ma, il mapping può essere superiore a 50 cM perché questi sono la somma di molte distanze più piccole Una distanza di mappa >50 cM implica un crossing over obbligatorio tra due geni per ogni meiosi Molti bracci cromosomici sono almeno 50 cM e quindi hanno un crossing over per ogni meiosi La fallita ricombinazione su un cromosoma è dovuta a fenomeni di non disgiunzione Distanze di mappa maggiori di 50 cM Quando la distanza di mappa si approssima a 50 cM, il numero dei cromosomi ricombinanti si avvicina alla metà del numero dei cromosomi Siccome i cromosomi parentali sono sempre in rapporto 1:1 anche i cromosomi ricombinanti sono sempre in un rapporto 1:1 Se il numero dei cromosomi ricombinanti è la metà del totale, allora ognuno dei cromosomi parentali e ricombinanti saranno 1/4 del totale, e quindi saranno in un rapporto di 1:1:1:1 Geni distanti 50 cM su un cromosoma sembra che segregano in maniera independente secondo i dati di Sturtevant nel mapping del cromosoma X Genetic mapping: le distanze più lunghe sono compresse Le lunghe distanze di mappa sono soggette agli eventi di crossing over multipli Linkage map Una mappa di linkage ci consegna una foto imperfetta di un cromosoma. Le unità di mappa indicano distanze relative e sequenza, non precisano la localizzazione dei geni. La frequenza di crossing over non è uniforme sulla lunghezza del cromosoma. In combinazione con altri metodi quali il banding cromosomico, i genetisti possono sviluppare le mappe citologiche. Queste indicano le posizioni dei geni rispetto alla caratteristica del cromosoma. Recentemente le tecniche mostrano distanze assolute tra locus genici in funzione di differenze nucleotidiche (DNA). Linkage e Ricombinazione Necessitano di due tratti differenti Definiscono quando il rapporto di segregazione mostrato non risponde alla segregazione independente Linkage molto stretti sono difficilmente distinguibili dal pleiotropismo Possono verificarsi con l’epistasia