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Dr. Antonio BarbadillaTema 7: Ligamiento, entrecruzamiento y recombinación 1
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Deberán quedar bien claros los siguientes puntos•Los conceptos de
•Ligamiento•Recombinación•Entrecruzamiento
•Cruzamiento prueba•Prueba de ligamiento entre dos o más genes•Distribución de los entrecruzamientos en los cromosomas•Demostración citológica del entrecruzamiento•Recombinación mitótica
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Ligamiento: Asociación de genes en el mismo
cromosoma formando grupos de ligamientos
A
A
a
a
B
B
b
b
Genotipo F1
AB / ab
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Grupos de
ligamiento en
Drosophila
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AB____
abA
A
a
a
B
B
b
b
A
A
a
a
b
b
B
B
Dr. Antonio Barbadilla
Tema 7: Ligamiento, entrecruzamiento y recombinación
6
A B a b
Aa Bb
Gametos P
F1
AB
ab
Ab
aB
Gametos
Gametos parentales
Gametos recombinantes
AA BB aa bbGenotipos P
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•Recombinación intercromosómica: genes (loci) en diferentes cromosomas (leyes de Mendel)
•Recombinación intracromosómica: genes situados en el mismo cromosoma ---> Entrecruzamiento
AA
aa
B
B
b
b
AA
B
B
AA b
b
aa
B
aa
b
b
B
Genotipos F1
A B-- --a b
AB
Ab
aB
ab
50%recom-binan-
tes
Proporción 1:1:1:1
Dos causas de recombinación
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La segregación independiente (2a ley de Mendel) aplica a genes no ligados e implica un 50% de recombinantes
A
A
a
a
B
B
b
b
A
A
B
B
A
A b
b
a
a
B
a
ab
b
B
Genotipos F1
A B-- --a b
AB
Ab
aB
ab
Gametos
50%recombinan
tes
Proporción 1:1:1:1
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Genotipo F1
AB / ab
100% gametos parentalesNingún gameto recombinante
AB-----ab
AB Ab aBab
50 %
50 %
AB-----ab
AB Ab aBab
x %
y %Genotipo F1
AB / ab
Hay gametos recombinantes, pero nunca más que parentales
x %
y %x ≥ y
¿Segregación engenes ligados?
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Prueba de ligamiento:
Desviación de la proporción 1:1:1:1 de los gametos de un doble heterocigoto implica ligamiento
AB-----ab
AB Ab aBab
Genotipo F1
AB / ab
No se cumple -> 25% AB = 25% Ab = 25% aB = 25% ab
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Mutantes de Drosophila melanogater
+: salvaje Cy: Curly
ap: aptera vg: vestigial
sd: scalloped
dp: dumpy
D: Dichaete c: curved
+: salvaje w: white
sepia Bar
Estudio del ligamiento con mutantes
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Ligamiento en el nivel del DNALa secuencia de DNA contigua de un cromosoma es la unidad
más inclusiva de ligamiento
Haplotipo: conjunto específico de variantes genéticas ligadas en un cromosoma individual
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El cruzamiento prueba para detectar ligamiento
AA BB aa bb
A B a b
Aa Bb aa bb
Genotipos P
Gametos P
F1
Cruza-mientoprueba
ab
AB
Ab
aB
ab
Aa Bb
Aa bb
aa Bb
aa bb
Gametos
Genotipos
A- B-
A- bb
aa B-
aa bb
Fenotipos
X
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Entrecruzamiento (Crossover): El intercambio de cromátidas no
hermanas entre cromosomas homólogos durante la meiosis por un proceso de rotura y reunión del DNA. Producen gametos recombinantes entre genes situados en el mismo cromosoma
A
A
a
a
A
A
a
a
B
B
b
b
A
A
a
a
B
B
b
b
B
B
b
b
A
A
a
a
B
B
b
b
Cromosomas en la meiosis Productos meióticos
Recombi-nantes
Meiosis con
entrecruzamientoentre los
genes
Meiosis sin
entrecruzamientoentre los
genes
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Meiosis y entrecruzamiento
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Propiedades del entrecruzamiento
•El entrecruzamiento puede ser múltiple
•El entrecruzamiento puede darse entre cualquier par de cromátidas
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•El entrecruzamiento es un proceso aleatorio. Se puede entender como una distribución estadística de Poisson
!)(
i
eip
i
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Meiosis
1
2
3
4
= número medio de entrecruzamientos
por meiosis
)(ip = Función de probabilidad de una distribución de Poisson
Propiedades del entrecruzamiento
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A escala genómica la tasa de recombinación no es uniforme a lo largo de los cromosomas
Tasa de recombinación posicional a lo largo del cromosoma 12 humano
Línea verticales negras corresponden a puntos calientes de recombinación
Mammalian recombination hot spots: properties, control and evolution. Kenneth Paigen & Petko Petkov. Nature Reviews
Genetics 11, 221-233 (March 2010)
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Entrecruzamiento visto mediantemicroscopía electrónica
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Entrecruzamiento visto mediantemicroscopía electrónica
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Entrecruzamiento enel nivel del DNA
Dr. Antonio Barbadilla
Demostración cromosómica del entrecruzamiento
Barbara McClintock (izquierda) y Harriet
Creighton (1931)
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Demostración citológica del entrecruzamiento
•Se demuestra el intercambio de cromátidas (en la imagen cromátidas hermanas)
•Se observa coincidencia entre quiasma y lugar de intercambio•Se muestra la existencia de recombinación mitótica
Técnica de cromosomas arlequinados
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Entrecruzamiento mitótico
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R
R
r
r
R
R
r
r
R
r
R
r
Célula normal R/R
Célula retinoblastoma r/r
Retinoblastoma hereditario por entrecruzamiento mitótico
Mitosis
Dr. Antonio Barbadilla 29Tema 6: Extensiones del análisis mendeliano
• ¿Por qué Mendel no encontró ligamiento?
Blixt, S. 1975. Why didn't Gregor Mendel find linkage? Nature 256,
206 (1975) doi:10.1038/256206a0 (enlace al artículo)
• ¿Cuál es la ventaja evolutiva de la recombinación?
Investigadores de la UAB miden por primera vez la ventaja evolutiva de larecombinación genética en el genoma
• Qi, Z., Redding, S., Lee, J.Y., Gibb, B., Kwon, Y., Niu, H., Gaines, W.A.,
Sung, P. & Greene, E.C. (2015) DNA Sequence Alignment by
Microhomology Sampling during Homologous
Recombination. Cell 2015 160:856-69
• Lista de problemas del tema 7: Ligamiento, entrecruzamiento yrecombinación
Recombinación