Ligação e mapeamento genético em eucariotos

INTRODUÇÃO

Depois que Sutton sugeriu a teoria cromossômica da hereditariedade em 1903, várias evidências foram acumuladas de que os genes estavam nos cromossomos

Como existem muito mais genes do que cromossomos espera-se que vários genes possam estar no mesmo cromossomo

Como os cromossomos tem forma linear é esperado que os genes também estejam alinhados ao longo dos cromossomos como "contas de um colar"(isto foi demonstrado por Surtevant em 1913)

A SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE SEMPRE É VÁLIDA ? Qual seria a relação que os genes tem uns com os

outros quando no mesmo cromossomo ? (animação)

Podemos determinar que um gene está no mesmo cromossomo pela quebra da 2a Lei de Mendel (a da segregação independente) Ex. Drosófilas (figura)

A explicação seria que os locus bn e det estão tão próximos uns dos outros e no mesmo cromossomo. Como conseqüência estão associados e movem-se juntos durante a meiose

NOMENCLATURA Os locus carregados em um mesmo cromossomo são ditos

"ligados"

Grupos de ligação n. haplóide de autossomos + os cromossomos sexuaisEx.1 Drosófila tem 5 grupos de ligação (2N = 8; 3 autossomos + X + Y)Ex.2 Humano tem 24 grupos de ligação (2N = 46; 22 autossomos + X +

Y)

Obs. Quando não há cromossomos sexuais, considera-se "grupo de ligação" o número haplóide. Ex. Tomateiro (2N = 24 ou seja possui 12 grupos de ligação)

Quando o fenótipo da progênie combina características de ambos os parentais, é chamado de “recombinante” ou “não parental”

Quanto ao arranjo dos alelos em dihíbridos pode ser Cis ou Trans (figura)

Os genes estão na configuração Cis quando ambos os selvagens ou ambos os recessivos se encontram em um mesmo cromossomo. Trans quando se tem um selvagem e um recessivo no mesmo cromossomo.

Quanto ao modo de representação dos alelos nos cromossomos

bb pr pr cc Usado quando não é sabido o sistema de ligação

b/b pr/pr c/c ou b pr c b pr c

Quando os 3 locus estão em cromossomos diferentes

b pr c / b pr c ou b pr c b pr c ou (b pr c) / (b pr c)

Quando estão no mesmo cromossomo

Recombinantes são o produto da meiose possuidores de combinações alélicas diferentes das células haplóides que formaram o diplóide meiótico

Os produtos Recombinantes de uma meiose diplóide são mais prontamente detectados em um cruzamento de um heterozigoto e um testador recessivo

Esperado

Observado

1: 1: 1: 1

Cruzamento teste em Drosófila para 2 locus

CRUZAMENTO DE "DOIS PONTOS“É a análise de 2 locus. É útil para evidenciar associação ou não de locus de um mesmo cromossomo

Humanos de 105 a 107 pares de base Schizosacharomyces pombe 6.000

A freq. de recombinantes pode ser usada como indicadora da distância entre os genes. Um % de recombinantes = 1 centimorgan.

No exemplo, os locus bn e det estão distanciados de 0,5 centimorgans (figura)

A relação centimorgan / pares de base é variável entre espécies, sexo, regiões do cromossomo.

CRUZAMENTO DE “TRÊS PONTOS“É a análise de 3 locus, cada um segregando 2 alelos. É útil para verificar a posição relativa de cada um dos locus

A análise de 3 locus, cada um segregando 2 alelos controlando a cor do corpo (preto b); cor do olho (púrpura pr) e a morfologia da asa (curvada c) (figura)

Os dados são posicionados em "classes recíprocas" colocando-se as parentais como primeiras e as duplo recombinantes como as últimas

POSSÍVEIS RESULTADOS DE UM CRUZAMENTO TESTE DA PROGÊNIE DE UM TRIHÍBRIDO b pr c

? Preto, púrpura, curvada x ? Selvagem P1 bb prpr cc b+b+ pr+ pr +c+c+

Selvagem x Preto, púrpura, curvada Cruzamento teste do trihíbrido b+ b pr+ pr c+ c bb prpr cc Possibilidades Sem ligação Com ligação completa 1/8 b/b pr/pr c/c (Parental) 1/2 b pr c / b pr c 1/8 b/b pr/pr c+/c 1/2 b+ pr+ c+ / b pr c 1/8 b/b pr+ /pr c/c 1/8 b/b pr+ /pr c+/c (Recombinantes) 1/8 b+ /b pr/pr c/c 1/8 b+ /b pr/pr c+/c 1/8 b+ /b pr+ /pr c/c 1/8 b+ /b pr+ /pr c+/c (Parental)

RESULTADOS DE UM CROSSING OVERENTRE OS LOCUS PRETOS E PÚRPURA

EM CROMOSSOMOS DROSÓFILA

RESULTADOS DE UM CROSSING OVER DUPLO NAS REGIÕES b - pr - c

EM CROMOSSOMOS DE DROSÓFILA

RESULTADOS DO CRUZAMENTO TESTE ENTRE UMA FÊMEA DE DROSÓFILA PARA CORPO PRETO, OLHOS PÚRPURA E ASAS CURVADAS E UM MACHO SELVAGEM (b+b pr+pr c+c x bb prpr cc )

Distâncias de mapa

25,4

(a distância mais longa é + correta) 5,9 19,5 b pr c 23,7

(% de recombinantes de b e c)

Mapa cromossômico de Drosófila

Cálculos Número observado de Duplo Recombinantes (NODR)

= 60+72= 132; a freq. é 132/15.000 = 0,88%

Freqüência esperada de Duplo Recombinantes (dois eventos independentes ocorrendo simultaneamente regra de multiplicação)

(prob. de b pr) x (prob. de pr c) = 0,059 x 0,195 = 0,0115 = 1,15%. Esta percentagem de 15.000 da 172 que é o Número esperado de Duplo recombinantes (NEDR)

Coeficiente de Coincidência (CC) = NODR /NEDR = 132/172 = 0,77 = 77%. Isto significa que somente 77% dos Crossing Over esperados realmente ocorreram

Coeficiente de Interferência (CI)= 1 - CC = 1- 0,77 = 0,23 = 23%. Isto significa que 23% dos Crossing Over esperados não ocorreram

A interferência é positiva quando a ocorrência do primeiro Crossing Over reduz a chance de ocorrência do segundo

A demonstração citológica do Crossing Over em milho (experimento de H. Creighton e B. McClintock)