Tema 8 (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Genètica
Año del apunte 2014
Páginas 14
Fecha de subida 02/11/2014
Descargas 12
Subido por

Vista previa del texto

8. MAPES GENETICS MAPA GENÈTIC Com estan col·locats els gens al llarg d’un genoma.
Com es va arribar a fer el primer mapa genètic de la història? S. Sturtevant feia experiments amb mosques, com a deixeble de Morgan, molt jove, sense haver acabat la carrera encara. Estudiant Drosophila, va fer el primer mapa genètic. Ho va fer el 1913, quaranta anys abans de descobrir la naturalesa del DNA.
La cartografia genètica assigna el lloc cromosòmic d’un gen (o locus) i la seva relació de distància amb altres gens (o loci, distàncies relatives) en un cromosoma donat.
L’any 1913, descobreix, creuant mutants dobles heterozigòtics de mosques (F1), que la distribució i l’ordre lineal dels gens es poden establir experimentalment mitjançant l’anàlisi genètic – es va adonar que els gens que codificaven per mutacions, es podien establir en posicions dels cromosomes mitjançant experiments d’entrecreuaments simples.
Gàmetes resultants de doble heterozigot de gens no lligats 50% parentals i 50% recombinants.
Gàmetes resultants de doble heterozigot de gens lligats.
La fracció de gàmetes recombinants és impredictible a priori, ja que X i Y depenen dels gens considerats. Les freqüències d’entrecreuament i per tant la freqüència de recombinació depèn de la distància entre gens. Recordem que: - X sempre és igual o superior a Y.
Un encreuament prova permet veure el percentatge dels gàmetes.
Llavors l’home aquest s’adona que el valor d’X i de Y varia per grups de gens diferents però per dos gens donats (una parella en concret) sempre és constant.
Quant major és la distància, més probabilitat tenim que hi hagi recombinació, per tant quant menor és la distància, menys probabilitat. És a dir: - - Com més junts estiguin dos gens, més gran serà X. Com més separats estiguin, més s’assemblarà el valor de X al de Y.
Menys distància entre loci  menys recombinacions possibles en aquell segment  menys gàmetes recombinants  més petit és Y  més gran és X (i viceversa – a major freqüència de recombinació, major distància entre loci.
Molt junts  completament lligats  Y = 0.
Si la freqüència de recombinació entre dos gens (A) és el doble que entre dos altres gens (B), vol dir que la distància per la qual estan separats (A) és el doble que per l’altre parella de gens (B).
Amb aquesta simple idea, va aconseguir saber la distància entre moltes parelles de gens que codificaven per mutacions, i va arribar a crear un mapa genètic.
La unitat de mapa genètic és la distància entre dos gens quan la freqüència de recombinació entre aquests dos gens és d’un 1% = 1 centimorgan (cM).
Exemples de recombinacions i distància entre els gens A-B i B-C en meiosi: A partir dels recombinants, es dedueix el nombre de recombinació, la freqüència de recombinacions i la distància entre gens.
El nombre d’entrecreuaments per meiosi i per cromosoma es pot representar per una distribució aleatòria de Poisson amb mitjana λ: FR (freqüència de recombinació): el que hi ha entre parèntesi és la probabilitat de que hi hagi alguna recombinació (1, 2, 3, 4...). Si es multiplica per ½ s’obté la FR.
λ: surt de la fórmula de FR. Nombre de recombinacions esperades en un lloc.
Per crear un mapa, es van mirant les distàncies de parelles de gens (es determina la distància 2 a 2 entre loci), i després es posen en comú per crear un mapa genètic (se sumen per estimar la distància genètica total d’un cromosoma).
Exemple: Els gàmetes més freqüents són els parentals, per tant els gens estan lligats.
METODOLOGIA En els fenotips de la F2, hem de fer una prova de xi-quadrat per veure la probabilitat que es donin aquestes proporcions si no estan lligats. Com veiem que el valor del xi-quadrat és massa gran, arribem a la conclusió que estan lligats.
FR = 305/2839 = 0,107 = 10,7 cM.
ORDRE DELS GENS S’han estudiat 3 parells de gens en experiments de dos punts i les distàncies obtingudes són les següents.
Distància A-B = 12; Distància B-C = 7; Distància A-C = 5 Obtingudes les distàncies entre les diferents parelles de gens, si es comparteixen els gens entre diferents parelles, les distàncies entre uns i altres han de ser additives i consistents entre si. A partir d’aquesta conclusió suposem tres ordenacions possibles: Però això és una aproximació, perquè la distància entre els gens més allunyats és una mica inferior a la suma de les distàncies dels gens que hi ha pel mig – les distàncies de mapa no són completament additives. És a dir, A–B és una mica més petit que A–C + C–B.
Exemple: RELACIÓ ENTRE FREQÜÈNCIA DE RECOMBINACIÓ I ENTRECREUAMENT (O DISTÀNCIA REAL DE MAPA) – FUNCIÓ DE MAPA 10/04/14 Les distàncies de mapa no són completament additives perquè els dobles recombinants entre dos marcadors A i C no es detecten en un creuament de dos punts, subestimant-se la distància A i C.
- - La relació entre la distància real de mapa (número d’entrecreuaments) i la freqüència de recombinació entre dos marcadores o loci no és lineal. Quant més lluny estan els marcadors pitjor és l’estima.
La freqüència de recombinació (FR) entre dos marcadores no pot superar el 50%. (FR  0,5) La funció de mapa és una funció que permet corregir la subestima quan un té dos marcadors – estima la distància millor que si fem servir només la freqüència de recombinació, doncs corregeix els intercanvis (entrecreuaments) no detectats.
Gràfic: la que tu observes és la dels puntets, però la real és la groga, la que mesura el número exacte d’entrecreuaments que es donen (fórmula = probabilitat de tenir 1 o més entrecreuaments entre dos gens en distància ʎ si segueix una distribució Poisson).
Quan els gens estan a prop, la freqüència observada coincideix amb la real. Conforme ens anem allunyant, la distància entre la FR que observem i la real se separen però mai més del 50%; seria com si segreguessin independentment, com si estiguessin en cromosomes diferents. Exemple: - FR observada: 40% = 40 centimòrgans.
FR real: hi ha molts dobles entrecreuaments que no estem tenint en compte, per tant recorrem al gràfic i veiem que corregint la distància és de 100.
Així doncs s’utilitza per corregir la distància amb dos mutants.
PER QUÈ LA FREQÜÈNCIA DE RECOMBINACIÓ ENTRE DOS MARCADORS NO POT SUPERAR EL 50% ? Demostració 1: Molts entrecreuaments entre a i b És igual de probable qualsevol combinació, ++, ab, a+, +b, és com si segreguessin independentment ambdós loci. Per tant, la FR màxima es 50% com en la segregació independent. El motiu és doncs que és el % equivalent a la segregació independent.
Demostració 2: cas complet per 1 o 2 entrecreuaments.
MAPA A PARTIR DE CREUAMENTS PROVA DE TRES PUNTS (3 LOCI EN EL MATEIX CROMOSOMA Metodologia a seguir per si tens tres mutants que et permet fer un sol experiment per ordenar els 3 gens en un cromosoma.
1. Triple heterozigot X homozigot recessiu (creuament prova)  ABC/abc X abc/abc.
2. Si hi ha lligament, en els fenotips de la F2 NO es compleixen les proporcions 1:1. És molt improbable que les distàncies es donin si no estiguessin lligats, per tant deduïm que els gens estan al mateix cromosoma. Del total, 305 són recombinants de 2839 analitzats. Segons aquesta metodologia, la divisió entre això ens donarà la freqüència de recombinació (0,107). Si el número fos més petit, estarien més lluny (gàmetes = fenotips en un encreuament prova). És a dir, si hi ha lligament, no s'observa en la F2 la proporció fenotípica 1/8 per a cada tipus de gàmeta.
3. S'agrupen les classes recíproques (aquelles que tenen un fenotip mutant en el parell recíproc, com el parell de fenotips ABC-abc o Abc-aBC). Les classes recíproques han de ser de freqüència semblant.
4. Ordre dels gens: - Els fenotips no recombinants (parentals) són els més freqüents.
- Els fenotips menys freqüents resulten d'un doble entrecreuament (dobles recombinants).
- En comparar els fenotips no recombinants amb els doble entrecreuats, el gen del mig és el que està canviat.
5. Distàncies de mapa: a la distància entre gens consecutius ha de sumar-se les freqüències dels dobles entrecreuaments.
EXEMPLE: 1. Triple heterozigot X homozigoto recessiu (creuament prova)  ABC/abc X abc/abc 2. Si hi ha lligament, no s’observa en la F2 la proporció fenotípica 1/8 per cada tipus de gàmeta.
Tres mutants marcadors: pr = Ulls Púrpura; b = Cos negre; c = curved (ales curvades) Els tres al·lels són recessius respecte el salvatge.
pr+ pr+ b+ b+ c+ c+ X prpr bb cc P F1 pr+ pr b+b c+ c X pr pr bb cc Si no estan lligats Si estan lligats completament 1/8 prpr bb cc 1/2 prpr bb cc 1/8 prpr bb c+c 1/2 pr+pr b+b c+c 1/8 pr+pr bb cc 1/8 pr+pr bb c+c 1/8 prpr b+b cc 1/8 prpr b+b c+c 1/8 pr+pr b+b cc 1/8 pr+pr b+b c+c Però el que veiem en els resultats del creuament prova (F2) és: 3. S’agrupen les classes recíproques (aquelles que tenen un fenotip mutant en el parell recíproc, com el parell de fenotips fenotips ABC-abc ó Abc-aBC. Les classes recíproques han de ser de freqüència semblant.
4. Ordre dels gens: - Els fenotips no recombinants (parentals) són els més freqüents.
Els fenotips menys freqüents resulten d’un doble entrecreuament.
En comparar els fenotips no recombinants amb els doble entrecreuaments (els que difereixen només en un fenotip), el gen del mig és el que està canviat.
El gen pr és el que està al mig 5. Distàncies de mapa: a la distància entre gens consecutius s’hi han de sumar les freqüències dels dobles entrecreuaments.
COEFICIENT DE COINCIDÈNCIA Serveix per mesurar si els entrecreuaments són independents entre si.
- - - Si tenim múltiples entrecreuaments i succeeixen independentment els uns dels altres, la freqüència dels dobles entrecreuaments serà el producte de la freqüència dels intercanvis senzills.
Coeficient coincidència (CC) és el número de dobles entrecreuaments que un observa / número de dobles entrecreuaments esperats.
o Si CC < 1, dobles disminuïts (menys observats que esperats, hi ha una interferència positiva, redueix la probabilitat que es doni un altre (eucariotes).
o Si CC > 1, hi ha més observats que esperats, hi ha una interferència negativa que comporta que es faciliti una recombinació (procariotes).
Interferència: 1 – CC Mapa de lligament parcial dels 4 cromosomes de Drosophila melanogaster Mapes genètics de recombinació vs Mapes físics Importància dels mapes de recombinació - Descriure les taxes de recombinació al llarg del genoma Predir la transmissió genètica d’un gàmeta Localització de gens que influeixen el fenotip (QTLs) Marc de referència per cartografia física Marc de referència per la cartografia de gens associats a malalties CARTOGRAFIA GENÈTICA EN HUMANS Cartografia a través de l’herència lligada al cromosoma X: 24/04/14 Els primers gens que es van cartografiar en humans van ser del cromosoma X, i es va fer de diferents formes: - - Estudis en famílies.
o Herència lligada al cromosoma X amb marcadors clàssics o Autosòmics amb marcadors clàssics Cartografia marcador-malaltia (estudis d’associació). La caça de gens associats a malalties.
Cartografia marcador-marcador. Estudis amb marcadors polimòrfics assignats a col·leccions de famílies (CEPH). O també amb microsatèl·lits, SNPs, RFLPs, RAPDs… Als telòmers no hi ha recombinació.
Mapa genètic del Cromosoma 1 en Homo Sapiens Lleis de Mendel + mapes de recombinació ...