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Cartographie génétique des génomes eucaryotes

Marie-Christine QuilletSN2 3ème étage

[email protected]

Références bibliographiquesOuvrages

• An introduction to genetic analysis, 6th ed. A.F. Griffiths et al., 1998.Editeur: W.H. Freeman and Company, New York

• Genetics the continuity of life. D.J. Faibanks and W.R. Andersen, 1999.Editeur: Brooks/Cole Publishing Company, Pacific Grove, CA

• Gene V. B. Lewin, 1995Editeur: Oxford University Press Inc, New York

• Biologie moléculaire et médecine, 2ème ed. J.C. Kaplan et M. Delpech, 1998Editeur: Flamarion Médecine-sciences, Paris

• Génétique; gènes et génomes. J.L. Rossignol et al., 2000Editeur: Dunod, Paris

• Génétique. A. Oulmouden et al., 1999Editeur: Dunod, Paris

• Analyse de génomes, transcriptomes et protéomes, 3ème ed.. A. Bernot, 2001. Editeur: Dunod (collection Biotech. Info), Paris

Cartographie génétique des génomes eucaryotes

Construction de cartes génétique1. Marqueurs génétiques2. Types de descendances3. Méthodes d'établissement des cartes génétiques4. Caractéristiques des cartes génétiques

Exemple de pénétrance et d'expressivité incomplète :• pigmentation des graines chez le pois, sous le contrôle d'un gène

majeur avec A dominant/aEn cas de pénétrance et d'expressivité totale:

Génotype A• → phénotype , Génotype aa → phénotype

Phénotype des individus A•Fond génétique (milieu) 1Pénétrance incomplète (56%)

Fond génétique (milieu) 2Expressivité incomplète

Fond génétique (milieu) 3Pénétrance et expressivité incomplète

Pénétrance incomplète: impossible d'associer le phénotype à un génotype sans risque de se tromper

Structure d'un gène d'eucaryotes et de son promoteur

Site d'initiation de la transcription

Substitutionnucléotidique

Site d'initiation de la traduction

Site de terminaison de la transcription

promoteur exon 1 intron 1 intron 2exon 2 exon 3

Site donneur

Site donneur

Siteaccepteur

Siteaccepteur

Site depolyadénylation

Insertioncourte/E.T.

délétion

Substitutionnucléotidique

Site d'arrêt de la traduction (stop)

5'7-me-GTP AAAAAn 3'

TRANSCRIPTION → ARN pré-messager → maturation

5'7-me-GTP(coiffe) clivageE1

E2 E3AUG D D

A A

stopPoly A

I1 I23'

AAAAAn3'5'7-me-GTPEpissage → ARNm

AUG stop

TRADUCTION→ Polypeptide (structure primaire)

NH2

COOHMet

Maturation- Modifications post-traductionnelles

- Structure II, III, voire IV (multimère)

Protéine activePHENOTYPE (sauvage)

En absence de mutation dans le gène:

Exemple d'activation de la transcription d'un gène après l'insertion d'un élément mobile à proximité du promoteur

→ Gène impliqué dans la pigmentation des grains du maïs

Cellule d'anthère ou de feuille

P gène

Pas d'expression du gène

Pas de pigmentation des anthères et des feuilles

PE.T. gène

Insertion élément mobile

Expression ectopique du gène

Pigmentation des anthères et des feuilles

GAA GGA AGA GTA CCC AAA

Glu Gly Arg Val Pro Lys

- 0 + 0 0 +

← Séquence nucléotidique allèle A← Séquence protéique← Charge: Charge globale = +1

GAA GGA AGG GTA CCC AAA

Glu Gly Arg Val Pro Lys

- 0 + 0 0 +

← allèle B: mutation silencieuse:Arg → ArgCharge globale = +1mobilité Eφ identique allèles A, C

GAA GGA AGA TTA CCC AAA

Glu Gly Arg Leu Pro Lys

- 0 + 0 0 +

← allèle C: mutation non silencieuse(faux sens): Val → LeuCharge globale = +1mobilité Eφ identique allèles A, B

GAA AGA AGG GTA CCC AAA

Glu Arg Arg Val Pro Lys

- + + 0 0 +

← allèle D: mutation non silencieuse(faux sens): Gly → ArgCharge globale = +2mobilité Eφ différente allèles A, B, C

Détection du polymorphisme de site de restriction par RFLP

Paire de chromosomes homologues

Mutation ponctuelle disparition du site

Lignée BSonde marquée (radioactivité,

cheminuminescence)

Digestion de l'ADN des différents individus par l'enzyme

de restriction (quelques µg)

+

-Li

gnée

AL i

g né e

B

F1Ségrégation 1:2:1 parmi

les descendants F2

Miration sur gel d'agarose

Transfert sur une menbrane de nylon

(Southern blot)

Hybridation de la sonde Détection des signaux (autoradiographie)

Sites de restriction de l'enzyme

Lignée A

Détection du polymorphisme d'insertion/délétion par RFLP

InsertionSites de restriction de l'enzyme


Lignée A Lignée BSonde marquée (radioactivité,

cheminumilescence)

Miration sur gel d'agarose

Transfert sur une menbrane de nylon

(Southern blot)

Hybridation de la sonde Détection des signaux (autoradiographie)

-

+

Lign

ée A

L ig n

é e B


les descendants F2

Digestion de l'ADN des différents individus par l'enzyme

de restriction (quelques µg)

4.1.b. Marqueurs spécifiques de locus obtenus par PCR

• PCR: Polymerase Chain Reaction (Mullis et al. 1986)

5'3'

3'5'

5' 3' 3' 5'

ADN matrice (quelques ng)Amorces20-25 pb

dATP, dCTP, dGTP, dTTPTaq polymérase

Amplification exponentielle de la séquence cible (≤ 2 kpb)

Après n cycles de PCR:2n copies de la séquence cible

(× 10 ng)

1 cycle de PCR: 3 étapes- Dénaturation de l'ADN matrice- Hybridation des amorces- Elongation

Détection du produit de PCR après séparation par

électrophorèse

• Critère de sélection d'un "bon" marqueur spécifique de locus obtenu par PCR

Portion d'une paire de chromosomes homologues(individu hétérozygote)

polymorphisme

Séquences flanquantes

Site d'hybridation des amorces PCR

1. Le site d'hybridation des amorces PCR est une séquence unique, non polymorphe → ☺

-

+

AB AA BB1.

2. Le site d'hybridation des amorces PCR est une séquence unique, polymorphe →

-

+

A• A • aa2.

A• = AA ou Aaa: allèle nul

3. Le site d'hybridation des amorces PCR est une séquence répétée, non polymorphe (ou polymorphe) →

-

+

Ind 1 Ind 2 Ind 3

4.1.b.1. Marqueurs CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence):

amorces PCR Site de restriction reconnu par l'enzymePortion d'une paire de chromosomes homologuesGénotype AB

Pas de reconnaissance du site

Allèle A Allèle B

• Amplification de l'ADN des individus dont on désire connaître le génotype (1 couple d'amorces spécifiques/locus)

• Dépôt des produits d'amplification sur un gel d'agarose

-

+

P1 P2 F1 BC1: F1 × P1

Homoplasie de taille

• Digestion des produits d'amplification par un enzyme de restriction et électrophorèse

P1 P2 F1 BC1: F1 × P1 (ségrégation 1:1)

AA BB AB Hors type

-

+

Résolution des gels d'agarose: ≥ 20 pb

4.1.b.2. Polymorphisme de conformation de l'ADN (SSCP: Single Strand Conformation Polymorphism)

amorces PCR Polymorphisme de séquence non détectable par un enzyme de restriction

Allèle A

Allèle B

Portion d'une paire de chromosomes homologuesGénotype AB

Détection du polymorphisme de séquences par SSCPAmplification PCR à partir d’amorces spécifiques de locus; les allèles A et B diffèrent par une mutation ponctuelles (substitution de base)

Homozygote AAa+ a-a+ a-

Hétérozygote ABa+ a-

b-b+

Homozygote BBb+b+

b-b-

Dénaturation des produits d'amplification : chaleur, formamide

a+ a+a- a- b+ b+b- b-

Migration sur gel de polyacrylamide en conditions non dénaturantesRévélation après coloration du gel au nitrate d’argent

a+ a+

a- a-

b+ b+b- b-

AA AB BB

-

+

Locus 1

Locus 2

L1 L2F1 F2

a+, b+a-b-

a+b+

a-b-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Exemple de profils SSCP; co-migration des produits d'amplification obtenus pour 2 locus (carte génétique de la chicorée, LPDV)

Locus 1

Locus 2

L1BB

AA

L2AA

BB

F1AB

AB

AA AB AB BB AA AB AB BB AA AB AA

AB AB AA AA AB BB AB AA AB AB AA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

• Structure d'un locus microsatellite

Nombre variable de répétitions du motif CA

Séquences flanquantes

Portion d'une paire de chromosomes homologuesGénotype: (CA)14 /(CA)10

Amorce PCR

Détection du polymorphisme des microsatellites


Amplification de l'ADN des individus par PCR→ Amorces marquées (radioactivité, fluorescence)

Miration sur gel de séquence(Séquenceur automatique) -

+

Lign

ée A

L ig n

é e B


les descendants F2

Visualisation du polymorphisme

11 répétitions du motif microsatellite

Lignée A

Sites d'hybridation des amorces PCR

Lignée B

16 répétitions du motif microsatellite

Sites d'hybridation des amorces PCR

CTAAAGCTGGAGGTGGGCAGGAAGGACCGAGGT

E1Intron 1

E2

Répétition de 33 pb

4 Répétitions de 33 pb

Découverte dans l'intron 1 du gène de myoglobine humain

Sonde moléculaire

Hybridation ADN génomique de différents individus digéré par un enzyme de restriction

(technique de Southern)

Chaque sonde (motif minisatellite) permet la détection de quelques dizaines de locus maximum

VNTR 1 VNTR 2 VNTR 3 VNTR 4

3 chromosomes du génome de l'espèce X qui contiennent un motif VNTR identique (i.e. reconnu par la même sonde)

Digestion de l'ADN de différents individus par un enzyme de restriction

Ind 1 Ind 2 Ind 3

Migration des l'ADN dans un gel d'agaroseTransfert sur une membrane de nylon

Hybridation avec la sonde correspondant au motif VNTR

Profils obtenus après autoradographie

M: marqueur de masse moléculaire

M I1 I2 I3 -

+

bb

a a

c

VNTR 3I1: bbI2: abI3: ac

VNTR 1

VNTR 2

VNTR 3

VNTR 4

Ind 1 Ind 2 Ind 36

47

466

36

66

74

44

48

38

84

86

86

M I1 I2 I3

Malheureusement les profils obtenus sont en

noir et blanc !

-

+

⇒ Impossibilité de déterminer les relations

d'allélisme entre les différents niveaux de

bandes

VNTR 1

VNTR 2

VNTR 3

VNTR 4

Ind 1 Ind 2 Ind 36

47

466

36

66

74

44

48

38

84

86

86

Interprétation du résultat

système binaire permettant une notation

de chaque niveau de bande→ marqueurs dominants1 = présence du signal0 = absence du signal

9 1 1 0

7 0 0 1

5 0 1 1

3 1 1 1

1 0 1 12 1 1 1

4 1 1 0

6 1 0 1

8 1 0 0

10 0 1 111 1 0 0

I1 I2 I3M I1 I2 I3

VNTR 1

VNTR 2

VNTR 3

VNTR 4

Ind 1 Ind 2 Ind 36

47

466

36

66

74

44

48

38

84

86

86

Utilisation des marqueurs minisatellites• Peu utilisés pour la construction de cartes génétiques• Souvent utilisés pour établir des empreintes génétiques (DNA fingerprints) chez de nombreux organismes

ADN extrait de sang humain prélevé sur les lieux d'un crime

ADN extrait du sang de plusieurs suspects

Identification variétale chez le maïs

4.2.b. Marqueurs d'empreintes génétiques obtenus par PCR

4.2.b.1. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)

• PCR dans l'objectif d'amplifier une région unique du génome →marqueur spécifique de locus

5'3'

3'5'

5' 3' 3' 5'

ADN matrice = cible

Amorces 20-25 pb

Amplification exponentielle

PCR :ADN matrice (quelques ng)

5' 3'+ 1 amorce 10 pb

+ dATP, dCTP, dGTP, dTTP+ Taq polymérase

Distance < 2 kpb3'5'

5'3'

Cas 1: ☺

Visualisation des produits de PCR après migration sur un gel d'agarose

-

+

PCR :ADN matrice (quelques ng)

5' 3'+ 1 amorce 10 pb

+ dATP, dCTP, dGTP, dTTP+ Taq polymérase

Distance > 2 kpb3'5'

5'3'

Cas 2:

Cas 3: 3'5'

5'3'

Cas 4: 3'5'

5'3'

Pas d'amplification exponentielle

Aucun produit de PCR détectable après

migration sur un gel d'agarose

Nature du polymorphisme des RAPDMutations ponctuelles, insertions/délétions qui modifient les

possibilités d'amplification de la séquence cible


5'3'

Locus X

Allèle A

Hybridation instable de l'amorce

3'5'

5'3'

Mutation ponctuelle

Allèle B

5'3'

3'5'

Distance > 2 kpb

Insertion

Allèle C

Amplification exponentielle

-

+

Pas d'amplification

-

+

Nature du polymorphisme des RAPDMutations ponctuelles, insertions/délétions qui modifient les

possibilités d'amplification de la séquence cible


5'3'

Locus X

Hybridation instable de l'amorce

3'5'

5'3'

Mutation ponctuelle

5'3'

3'5'

Distance > 2 kpb

Insertion

Allèle A

Allèle B

Allèle C

Génotype (2n)

-

+

Individus AA, AB ou AC

"génotype" A•

-

+

Individus BB, CC ou BC

"génotype" aa

Marqueurs dominants

Exemple de profil obtenu pour une amorce RAPD→ 5-15 fragments / amplification

Fragment polymorphe=marqueur

L1 L2 F1 F2

AA aa Aa A • A •aa aa aaGénotypes:

Fragments monomorphes

4.2.b.2. AFLP (Amplified Fragment Lenght Polymorphism) (1995)

Digestion de l'ADN génomique par 2 enzymes de

restriction

Amplifications PCR

Site de reconnaissance à

6 pb: EcoR1

Site de reconnaissance à

4 pb: Mse1

5' 5'

Adaptateurs; fragments d'ADN de synthèse bicaténaires (≈ 25 pb)

Extémitécompatible EcoR1

Extrémitécompatible Mse1

Ligation d'adaptateursAdaptateur 1

Adaptateur 2

5'

5'

3'3'5'5'

NN N

N

G5'

T 5'

1ère Amplification PCR avec des amorces dont l'extrémité 3' comporte une base de sélection

T 5'CG5' A 3'

3'

Structure générale des produits de 1ère PCR

2ème Amplification PCR avec des amorces dont l'extrémité 3' comporte 2 bases de sélection supplémentaires

NNT 5'CNNGNN5' NNA 3'

3'GGA5'

GTT 5'

T 5'CG5' A 3'

3'Produits de 1ère PCR

GGA5' CAA 3'CCT GTT3' 5'

Structure générale des produits de 2ème PCR

Migration des produits de la seconde PCR dans un gel de séquence

Résolution de bonne qualité entre 50 et 500 pb

Vue d'ensemble des profils d'une série d'individus obtenus à l'issue de la seconde PCR

-

+

Plusieurs dizaines de fragments révélés par individu/couple

d'amorces utilisé pour réaliser la seconde PCR

Nombre de marqueurs potentiels ≈ illimité

Interprétation en tant que marqueurs dominants

M1

M2

M3M4

F1 F2

25 pb

Détail d'une portion d'un gel AFLP (carte génétique chicorée, LPDV)

aaAa A• A• A• aa aa aa A• A•

M1

L2

L1

M2

Cellule avant la méïose2n = 4, 2C

Génotype: L1L2 M1M2

M1

L2

L1

M2

M1

L2

M2

L1Phase S: réplication de l'ADN; 2n = 4, 4C2 chromatides sœurs/ chromosomes

Prophase I méiose:appariement des

chromosomes homologues2n = 4, 2C

Echanges de segments d'ADN entre chromatides non sœurs = crossing-over =

Brassages génétiques intra-chromosomiques(pas de conséquences sur la ségrégation des

allèles dans ce cas)

M1

M2

M1

M2L2

L1

L2

L1

Plaque équatoriale

Métaphase I méiose:ségrégation aléatoire des

chromosomesBrassages génétiques inter-chromosomiques

P = 1/2

ou

M1

M2

M1

M2

L2

L1

L2

L1

P = 1/2

2 marqueurs , L et M, présents sur des chromosomes différents

M1

M2L2

L1

M1

M2L2

L1 M1

M2

L2

L1 M1

M2

L2

L1

Division I: séparation des chromosomes homologues

(réductionnelle)

n, 2C n, 2C n, 2C n, 2C

n, C

n, C

n, C n, C

L1M1 freq. = 1/4L2M2 freq. = 1/4

L1M2 freq. = 1/4L2M1 freq. = 1/4

M2L2

M1L1

M1L2

M2L1

M1L1

M2L2 M1L2

M2L1

Division II: séparation des centromères (équationnelle)

n, C

n, C n, C n, C

M1

M2

M1

M2L2

L1

L2

L1

M1

M2

M1

M2

L2

L1

L2

L1

Métaphase Iméiose (2n, 4C)

2 marqueurs, L et M, présents sur le même chromosome

Pas de C-Oentre chromatides

non sœurs

1 C-O impliquant 2 chromatides

1

3

Autres possibilités

Génotype des gamètes

Association des allèles

Prophase I méiose

L1M1L1M1L2M2L2M2

PPPP

Aucune

1-42-32-4

L1M1L1M2L2M2L2M1

1-31-42-4

L1M1L1M2L2M1L2M2

PRPR

PRRP


23

Génotype: L1L2 M1M22n =2, 2CL1 M1

L2 M2

L2

L1

L1

M1

M1

L2

M2

M2

12

34

Phase S

2n = 2, 4C2 chromatides

sœurs/ chromosomes

2 marqueurs, L et M, présents sur le même chromosome

2 C-O impliquant les 4

chromatides

Génotype: L1L2 M1M22n =2, 2CL1 M1

L2 M2

L2

L1

L1

M1

M1

L2

M2

M2

12

34

Phase S

2n = 2, 4C2 chromatides

sœurs/ chromosomes

Autres possibilités

Génotype des gamètes

Association des allèles

Prophase I méiose


123

1-2-42-3-41-3-4

Aucune

L1M1L1M2L2M1L2M2

PRRP

L1M2L1M2L2M1L2M1

RRRR

Exemple: cycle de vie de la levure (Saccharomyces cerevisiae)

Spores n MATα Spores n MATaReproduction

végétativeMITOSES

Plasmogamie CaryogamieConjugaison

Zygote 2nMITOSES

Tétrade de 4 spores n

MEIOSE

½ MATα ½ MATa

Matériel de départ pour des analyses génétiques

Depuis les années 1960:plus de 1200 marqueurs

localisés sur le génome de

la levure

Analyse directe des produits de méiose chez la levure

MAT: locus de compatibilité sexuelL: marqueur RAPD; L: présence du fragment, •: absence du fragment

Génotype dessouches haploïdes L MATa × • MATα

souche 1 × souche 2

Génotype du zygote L MATa• MATα

Génotype des spores L MATa • MATα L MATα • MATa

Effectifs observés 145 161 35 43

• Les locus L et MAT sont-ils liés ou indépendants ? (démonstration)• Si ces 2 locus sont liés, estimer la fréquence de recombinaison • Si le locus L est un marqueur de type microsatellite, polymorphe entre les souches 1 et 2, cela change t'il le génotype des spores et les effectifs observés ?

Plantes: mégagamétophyte femelle des gymnospermes

Cellule mère des mégasopres (2n) =mégasporocyte

ovule

Mégasoprefonctionnelle (n)

MEIOSE

Cellule œuf (n)

Mégagamétophyte (n)

MITOSES

… A maturité de la graine

Aile membraneuse

Embryon (2n)Mégagamétophyte (n) Extraction de l'ADN

ou des protéines

Individu hétérozygoteà de nombreux locus

Échantillon des produits de méiose

MEIOSE

Androgenèse / Gynogenèse

Individushaploïdes

Doublement chromosomique

Individus diploïdes

homozygotes

Collection de lignées HD

Pérennisation de la descendance par

autofécondation des lignées

• 2 locus, marqueurs codominants

L1 M1

L2 M2

L2 M2

L2 M2

L1 M2

L2 M2

L2 M1

L2 M2

L1 M1

L1 M1

L2 M2

L2 M2× P2:P1: L1 M1

L2 M2F1: L2 M2

L2 M2× P2: BC1

(1-r) N2

(1-r) N2

r N2

r N2

a b c d

A2 B2

Effectifs attendus

L1 M1 (γP) L2 M2 (γP) L1 M2 (γR) L2 M1 (γR)γ F1:

γ P2:

Effectifs observés

r = Nb. individus issus de γRNb. individus total

Rem. : résultat identique si on utilise P1 comme parent récurrent

= c + dN

1 génotype γF1

1 génotype BC1

• 2 locus, marqueurs dominants, phase de couplage (1)

(1-r) N2

(1-r) N2

r N2

r N2

a b c d

Effectifs attendus

l m

L M (γP) l m (γP) L m (γR) l M (γR)γ F1:

γ P2:

Effectifs observés

r = Nb. individus issus de γRNb. individus total

= c + dN

1 génotype γF1

1 génotype BC1

× P2:P1: L ML M

l ml m

L Ml m

F1: × P2: l ml m

Homozygote récessif ☺

L ml m

L Ml m

l ml m

l Ml m

• 2 locus, marqueurs dominants, phase de couplage (2)

× P2:P1: L ML M

l ml m

L Ml m

F1:

Phénotypes

L M

L M (γP) l m (γP) L m (γR) l M (γR)γ F1:

γ P2: L mL M

L ML M

l mL M

l ML M

P1: Homozygote dominant ×

L ML M

100% [L M]

⇒ Impossible d'estimer r

• 2 locus, marqueurs dominants, phase de répulsion

Phénotypes

L m

L m (γP) l M (γP) L M (γR) l m (γR)γ F1:

γ P2:

× P2:P1: L mL m

l Ml M

L ml M

F1:

L ML m

L mL m

l ML m

l mL m

× P1: L mL m

⇒ Impossible d'estimer r

[L m] [L M] [L M] [L m]

Rem. : résultat identique si on utilise P2 comme parent récurrent

3.2. Descendances dérivées de F2 chez les plantes: lignées recombinantes (LR)

P1 × P2(P1, P2 = lignées) Individus F2 Générations

F2

F3

F4

F5

F8-F10Lignées

recombinantes

× F1F1 Autofécondation

→ Chaque lignée = descendance monograine ou SSD (Single seed Descent)→ Pérennisation de la collection de lignées par autofécondation

Probabilité qu'un individu soit hétérozygote à un locus donné après n générations d'autofécondation: p = 1/2n

AA × aa F1: 100% Aa

F2: 25% AA 50% Aa 25% aa

F3: 37,5% AA 25% Aa 37,5% aa

F4: 43,75% AA 12,5% Aa 43,75% aa

F5: 46,88% AA 6,25% Aa 46,88% aa

F6: 48,44% AA 3,12% Aa 48,44% aa

F7: 49,22% AA 1,56% Aa 49,22% aa

F8: 49,61% AA 0,78% Aa 49,61% aap = 1/27

Individu F1 hétérozygoteà de nombreux

locus

Structure chromosomique des lignées recombinantes

MEIOSE

γ γ

n n méioses n méioses

F2

F8-F10

→ Probabilité de détecter une liaison entre 2 locus plus élevée que dans le cas des autres types de descendances

Estimation de la fréquence de recombinaison entre 2 locus (LR)→ Estimation indépendante du type de marqueur

× P2:P1: L mL m

l Ml M

L ml M

F1: × F1: L ml M

F2 F8, F10 …

P P R R

L mL m

l Ml M

L ML M

l ml m

[L m] [l M] [L M] [l m]

(1-R) N2

(1-R) N2

R N2

R N2

type:

Génotype des lignéesEffectifs attendus

Eff. obs. a b c d

R = Nb. lignées recombinantesNb. lignées total

= c + dN

On peut montrer que:2r

(1 + 2r)R = , d'où r =

R2 (1 –R)

0,1 0,2 0,3 0,4 0,50

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

2r

(1 + 2r)R =

r = fréquence de recombinaison

R =

fréq

uenc

e de

lign

ées

reco

mbi

nant

es

• Tests 2 points: tests de liaison génétiques en considérant tous les couples de locus possibles

Ex: 100 marqueurs → 4900 combinaisons

Assigner chacun des marqueurs à un groupe de liaison

Groupe 1Groupe 2

Tests multipoint: ordres relatifs de 4, 5, 6, … locus

Les logiciels de cartographie utilisent le principe suivant afin de réduire le nombre de calculs à réaliser:

Test 3 points? ? ?

• Estimation de la distance génétique entre marqueursLes fréquences de recombinaison (r) entre marqueurs adjacents ne sont pas additives

A B C

rAB = 0,13rBC = 0,30

rAC = 0,38

⇒ rAC < (rAB + rBC)

0,1 0,2 0,3 0,4 0,50

10

20

30

40

50


Dis

tanc

e gé

néti

que

(cM

)

60

70

80

90

100

Relation entre r et la distance génétique

Fonction de Haldane

0,1 0,2 0,3 0,4 0,50

10

20

30

40

50


Dis

tanc

e gé

néti

que

(cM

)

60

70

80

90

100

Fonction de Kosambi

Carte génétique du chromosome 12 humain

Femme: 168 cMHomme: 78 cM

Cartes génétiques d'Arabidopsis thaliana (Alonso-Blanco et al., 1998)

A

A A

A

AB

BB

B

B

A: Ler × ColB: Ler × Cvi

Densité moyenne: 1 marqueur/cMRelation entre cartes génétiques et physiques: génome complet: 1 cM = 280 kb

Chr. 1: 1 cM = 240 kb Chr. 4: 1 cM = 215 kbChr. 2: 1 cM = 280 kb Chr. 5: 1 cM = 250 kbChr. 3: 1 cM = 310 kb

Le paradoxe de la valeur C: la quantité d'ADN par génome haploïde n'est pas toujours corrélée au degré d'évolution des espèces

4.3. Relation entre distance physique et distance génétique

EspèceLongueur du

génomeDistance de carte

(cM) Longueur ADN(Mbp) Génome Chromosome (kbp)/cM

Phage T4 * 0.16 800 - 0.2

haricot 650 830 75 780

Soja 1200 2700 135 440

Homme * 3300 2800(H)–4780(F) 120(H)-210(F) 690(H)-1180(F)Blé 16 000 3500 170 4570

Maïs 2500 1860 190 1340Souris * 3000 1700 100 1760

Tomate 950 1270 105 750Colza 1200 1020 55 1180

E. Coli * 4.6 1750 - 2.6Levure * 12 4200 260 2.8 Nématode * 100 320 310A. Thaliana * 125 480-630 100-130 200-260Drosophile * 165 280 70 600Riz * 430 1575 130 270

1800Pin maritime 24 000 150 13 000

cartographie génétique des génomes eucaryotespdv.univ-lille1.fr/labo/figb4part1.pdf · structure...

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