cartografía cromosómica. ligamiento y recombinación alberto_ jiménez_ garcía
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Alberto Jiménez GarcíaCartografía cromosómica. Ligamiento y recombinaciónTRANSCRIPT
Tema 12. Cartografía cromosómica.
Ligamiento y recombinación
1.Genes ligados y grupos de ligamiento
2.Cruzamientos con genes ligados
3.Cartografía genética: frecuencia de recombinación
y distancia genética
Principio de distribución independiente: los miembros de parejas alélicas diferentes se distribuyen o
combinan de forma independiente cuando se forman los gametos de un heterocigoto para los caracteres
correspondientes.
La distribución independiente de los alelos
gameto NO
recombinante
gameto NO
recombinante
gameto
recombinante
gameto
recombinante
Segregación de genes ligados
Los genes que mapean juntos dentro del mismo cromosoma se denominan genes ligados y pertenecen
al mismo grupo de ligamiento.
No se cumple el
principio de
distribucón
independiente
La distribución independiente de genes ligados
Los genes que se ubican en el mismo cromosoma pueden
distribuirse de manera independiente siempre y cuando se
encuentren lo suficientemente alejados como para que se de
entre ellos un entrecruzamiento
gameto
recombinante
gameto
recombinante
gameto NO
recombinante
gameto NO
recombinante
Cruzamientos con genes ligados
Para analizar cruzamientos con genes ligados es esencial saber si los gametos (o los cromosomas) son de
origen parental o si son fruto de un proceso de entrecruzamiento (recombinantes).
parentales - P
recombinantes - R
P
R
meiosis
informativas
meiosis
no informativas
P
R
P
R
Cruzamientos con genes ligados
La fase determina la combinación parental de los alelos. Dos alelos pueden estar en el mismo cromosoma
(configuración cis o de acoplamiento) o en distinto cromosoma (trans o configuración de repulsión).
Conocer la fase es esencial para saber si los cromosomas son recombinantes o parentales.
A B
bA
B
ab
a
En los cruzamientose es necesario representar los genotipos y la fase de los progenitores:
AABB x aabbA B
A B
a b
a bX(P)
A B
a b(F1)
A Ba b
AB/ab
Un haplotipo consiste en un conjunto de alelos localizados en el mismo segmento cromosómico y que
tienden a heredarse de manera conjunta.
Los genes que tienen ligamiento completo son aquellos que mapean muy próximos en el mismo
cromosoma y no sufren el proceso de entrecruzamiento. Estos genes nunca se distribuyen de manera
independiente.
Ligamiento completo vs. distribución independiente
Un gen determina el tamaño de la planta del tomate (D, d) y otro gen
determina que las hojas sean normales o moteadas (M, m). Un
cruzamiento prueba revela los efectos del ligamiento:
M D m d
1/2 1/2
m d
gametos
M Dm d
m dm d
1/2 1/2
progenie
no recombinante
fertilización
(F1)
M Dm d
m dm d
X
altas, normales enanas, moteadas
(P)
Ligamiento completo
no se produce
entrecruzamiento
Ligamiento completo vs. distribución independiente
gametos
MD md mD Md
1/4 1/4 1/4 1/4
md
Distribución independiente
altas, normales enanas, moteadas
(P) MmDd mmddX
(F1)
fertilización
MmDd mmdd mmDd Mmdd
progenie
no recombinante
progenie
recombinante
1/2 1/2
Ligamiento incompleto
Generalmente existe cierto grado de entrecruzamiento entre los genes ligados en el mismo cromosoma
(ligamiento incompleto). Esto produce nuevas combinaciones alélicas y, por tanto, nuevas combinaciones
fenotípicas.
El entrecruzamiento entre dos loci ligados generalmente no ocurre en todas las meiosis. Pero en las
meiosis que hay entrecruzamiento siempre hay 50% de gametos recombinantes.
frecuencia de gametos recombinantes = 1/2 de la frecuencia de entrecruzamientos
Cuando ocurre el entrecruzamiento entre dos loci en todas las meiosis es imposible determinar si los genes
están ligados y se ha producido entrecruzamiento o si los genes mapean en cromosomas diferentes.
50% recombinantes 50% recombinantes
Ligamiento incompleto
m d
gametos
M D
m d
Xm dm d
enanas, moteadas
M Dm d
altas, normales
(P)
Ligamiento incompleto
M D
m d
M d
m D
fertilización
M Dm d
m dm d
(F1)M dm d
m Dm d
altas,
normales
55
enanas,
moteadas
53
enanas,
normales
8
altas,
moteadas
7
progenie
no recombinante
progenie
recombinante
La frecuencia de recombinación
La frecuencia de recombinación (!) es la proporción de descendencia que es recombinante. La
fracción de recombinación no excede nunca de 0.5 (que se corresponde con la distribución
independiente).
En el ejemplo, ! = R/NR+R = 15/123 = 0.12
La frecuencia de recombinación es la medida de la distancia genética empleada en los mapas
genéticos.
La unidad de los mapas genéticos es el centimorgan
que se define como la frecuencia de recombinanción
del 0.01. Físicamente, 1cM corresponde a una
secuencia de DNA entre 0.7 y 1.2 Mb, pero esta
relación no es constante y varía entre sexos y entre
cromosomas.
A CB
a cb
16 19
35
M D m d
1/2 1/2
m d
gametos
M Dm d
m dm d
X(P)
Ligamiento completo
Distribución independiente
gametos
MD md mD Md
1/4 1/4 1/4 1/4
md
(P) MmDd mmddX
Ligamiento incompleto
m d
gametos
M D
m d
Xm dm d
M Dm d
(P)
M D
m d
M d
m D
Distribución independiente y ligamiento
NR R
NR
NR
R
Podemos distinguir dos tipos de recombinación:
! Recombinación intercromosómica
! Recombinación intracromosomica
Análisis de cruzamientos con genes ligados
Hay dos datos que son esenciales para predecir las proporciones fenotípicas resultantes de un cruzamiento
con genes ligados:
! La fase - la configuración de los alelos dentro del cromosoma
! La frecuencia de recombinación - frecuencia de aparición de gametos recombinantes
m d
gametos
M D
m d
M d
m D0.42
0.42 0.08
0.08
1.00
fertilización
M Dm d
m dm d
(F1)M dm d
m Dm d
altas,
normales
0.42
enanas,
moteadas
0.42
enanas,
normales
0.08
altas,
moteadas
0.08
Xm dm d
M Dm d
(P)
Los genes M,m y D,d tienen una
frecuencia de recombinación del 16%
altas, normales enanas, moteadas
Análisis de cruzamientos con genes ligados
¿Existe ligamiento o las diferencias son
producto del azar?
Se debe determinar la prueba de bondad
de ajuste para cada locus asumiento la
distribución independiente
Análisis de cruzamientos con genes ligados
Cartografía genética
A CB
a cb
16 19
35
Morgan
Sturtevant
Thomas H. Morgan demostró el ligamiento genético a través de sus trabajos
con Drosophila.
Un estudiante de Morgan, Alfred Sturtevant, construyó el primer mapa
genético.
C AB
c ab
19 16
35
Para la realización de mapas genéticos hay que destacar dos
aspectos fundamentales:
! La frecuencia de recombinación no puede superar el 50%
! Cruzamientos en t re genes a le jados no detec tan
entrecruzamientos dobles
Cartografía genética
Cálculo de la frecuencia de
recombinación entre los genes
black y vestigial:
! = R/NR+R =206 + 185
965 + 944 + 206 + 185= 0.17
Cartografía genética
Cartografía genética
Construcción de un mapa genético con cruzamiento prueba de dos puntos
Realizamos una serie de cruzamientos para analizar el ligamiento entre 4 genes (a, b, c, d):
loci
a - b
a - c
a - d
b - c
b - d
c - d
frecuencia
de recombinación
50%
50%
50%
20%
10%
28%
El gen a debe hallarse en un cromosoma diferente
de los genes b, c y d; o bien, encontrarse muy
alejado de ellos dentro del mismo cromosoma.
En cualquier caso el gen a pertenece a un grupo de
ligamiento diferente del de los genes b, c y d.
grupo de ligamiento 2
grupo de ligamiento 1
a
b
La frecuencia de recombinación entre los loci b, c y
d indica que están ligados.
c
20 cM
d
10 cM
28 cM
Cartografía genética
Cartografía genética: análisis de tétradas
Cartografía genética: análisis de tétradas
Cartografía genética: análisis de tétradas
AAAAaaaa
Patrón de segregación de la
primera división meiótica.
Tétradas directas.
aaaaAAAA
AAaaAAaa aaAAaaAA AAaaaaAA aaAAAAaa
Patrón de
segregación de
la segunda
división meiótica.
Tétradas
inversas.
Distancia al centrómero
Cartografía genética: análisis de tétradas
Distancia al centrómero
La distancia entre un locus y el centrómero puede ser determinada mediante el estudio de tétradas
ordenadas. Es necesario distinguir las tétradas directas (no entrecruzamiento) de las tétradas inversas
(entrecruzamiento).
frecuencia de gametos recombinantes = 1/2 de la frecuencia de entrecruzamientos
frecuencia de entrecruzamientos =nº tétradas inversas
tétradas totales
frecuencia de recombinación = 1/2 nº tétradas inversas
tétradas totales
La distancia genética entre un locus y el centrómero (u otro locus) será igual a la frecuencia de
recombinación. Sin embargo, este método puede desestimar los entrecruzamientos dobles y, por tanto,
las distancias.
a+b+ x ab
Cartografía genética: análisis de tétradas
Distancia entre dos loci
La distancia entre dos loci también puede ser determinada mediante el análisis de tétradas
desordenadas. En este caso también es necesario distinguir las tétradas parentales (no
entrecruzamiento) de las tétradas no parentales (entrecruzamiento).
Tétradas parentales - ditipo parental (DP)
Tétradas recombinantes:
• ditipo no parental (DNP)
• tetratipo (T)
! = R/NR+R =1/2T + DNP
DP + DNP + T
DP = DNP - dist. indep
DP > DNP - ligamiento
a+b+ a+b
ab+ ab
a+b+ a+b
ab+ ab
a+b a+b
ab+ ab+
a+b+
ab
a+b+
ab
Efecto de entrecruzamientos múltiples
Seminario
puntuación LOD