cap. 13 mappatura dei geni negli eucarioti pp. 355-376
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Sintesi 13• Non tutti gli alleli sono trasmessi indipendentemente,
perché le posizioni dei geni (loci) sono associate sui cromosomi
• Scambi fra cromosomi omologhi alla meiosi provocano ricombinazione
• Si può stimare la distanza fra due loci sulla base della frequenza di ricombinazione
• Incrocio a tre punti
E quindi:
Se prevalgono nella F2 i fenotipi parentali, la trasmissione dei due geni non è indipendente: geni associati sul cromosoma
Se compaiono nella F2 fenotipi non parentali, l’associazione dei geni sul cromosoma non è completa, e gli alleli possono essere riassortiti da fenomeni di ricombinazione
Come indicare alleli associati
a+
b
a+ b
a+ ba b+
a ba+ b+
Disposizione degli alleli: trans cis (repulsion) (coupling)
La posizione occupata da un allele di un certo gene sul cromosoma si chiama locus
Cromosomi (e fenotipi) parentali e ricombinanti
A
b
a
B
a
b
a
b
X
Ab, aB = parentali AB, ab = ricombinanti
Esperimento di Barbara McClintock (1931) in Zea mais
C: seme colorato, c: non coloratoWx: amido normale, wx: amido waxy
Anche: carnation, Bar inDrosophila
Meccanismo della ricombinazione(Modello di Holliday,rottura ad elica singola)
Eteroduplex: appaiamento temporaneo di eliche non complementari
Mappe genetiche Se il crossing over si verifica in punti casuali del cromosoma, la ricombinazione sarà più frequente fra loci distanti e meno fra loci vicini A B C
bassa probabilità alta probabilità di crossing over di crossing over
La percentuale di ricombinanti può essere utilizzata per quantificare la distanza fra loci associati:1 Morgan (1 M) = 100% di ricombinazione1 centiMorgan (1 cM) = 1% di ricombinazione
Il mezzo ideale per studiare associazione e ricombinazione è il reincrocio
Rapporti fenotipici attesi (diibrido): 1: 1: 1: 1 F(P) = F(NP) = 0,5Se c’è associazione: F(P) > 0,5, F(NP)<0,5
ReincrocioAa Bb X aa bb
Frequenze fenotipiche: AB Ab aB ab TOTOsservate 78 122 118 82 400Attese 100 100 100 100 400
Difetto Eccesso Difetto
ReincrocioAa Bb X aa bb
Frequenze fenotipiche: AB Ab aB ab TOTOsservate 78 122 118 82 400Attese 100 100 100 100 400
I fenotipi Ab e aB sono presenti in frequenze superiori all’attesaPerciò Ab e aB sono i fenotipi parentali:
La distanza fra locus A e locus B è d = NR / NT = =(78+82)/400 = 0,4 e cioè 40 cM
A b
a B
A B
a b
Ma attenzione:
NR non può essere > ½ NT(in questo caso, si considerano i geni indipendenti)
Per cui dMAX = 0,5.
Se tutti i cromosomi subiscono crossing-over alla meiosi, la frequenza di ricombinazione è del 50%
La frequenza di ricombinazione è metà della frequenza di crossing over
L’incrocio può essere riscritto come v+ct cv / v ct+cv+ × v ct cv / v ct cv.
For the v and ct loci, the recombinants are v · ct and v+ · ct+. There are 89 + 94 + 3 + 5 = 191 of these recombinants among
1448 flies, so RF = 13.2 percent.
Starting with the v and cv loci, we see that the recombinants are of genotype v · cv and v+ · cv+ and that there are 45 + 40 + 89 + 94 = 268 of these recombinants. Of a total of 1448 flies, this number
gives an RF of 18.5 percent.
Interferenza
Se i crossing over, CO, fossero indipendenti:P(doppio CO) = P(CO v-ct) x P(CO ct-cv) = = 0.132 x 0.064 = 0.0084Doppi crossing over attesi, DCA = 1448 x 0.0084 = 12Doppi crossing over osservati, DCO = 8
cc = coeff. di coincidenza = DCO/DCA = 0.67I = interferenza = 1 – cc = 0.33
Caccia ai geni-malattia attraverso studi di associazione: associazione con la schizofrenia
bipolare
Segurado et al. 2003, Am. J. Hum. Genet.
La caccia ai geni-malattia attraverso studi di associazione ha dato risultati poco esaltanti
Diabete di tipo 2: Associazioni (confermate e non confermate) con regioni dei cromosomi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 20, 21 e X
Alzheimer: 1, 2, 5, 6, 9, 10, 12, 13, 14, 19, 20, 21 e X
Cancro alla prostata: 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 16, 17, 18, 19, 20, 22, X
Eterogeneità genetica, problemi con le popolazioni
Se la popolazione è strutturata, e la malattia è tipica di un certo gruppo, si troverà associazione per tutte
le regioni di DNA in cui i gruppi sono diversi
pazienti controlli(prevalentemente europei) (prevalentemente non europei)
Schema dell’esperimento
•49 femmine, 44 maschi. Tipizzati per gli antigeni HLA-A, -B, e –DR
•I maschi indossano una T-shirt per due giorni
•Per ogni femmina, 3 frammenti di T-shirt da maschio simile, 3 da maschio il cui HLA è dissimile (294 test)
•Assegnati punteggi di intensità, piacevolezza e sex-appeal, da 0 a 10
Risultati
≈ ≠ ≈ ≠
5 5
Piacevolezza P=0.040 Ricorda un partner P=0.038
ConclusioniAnche al giorno d’oggi, la scelta del partner è associata ad alleli di loci HLA, o di loci che occupano posizioni vicine sui cromosomi.