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Genetica. Associazione, ricombinazione e mappatura genetica dei geni eucariotici. Associazione tra geni. I fattori mendeliani, i geni, sono fisicamente localizzati sui cromosomi. Per ogni specie esaminata il numero di cromosomi è inferiore al numero di geni.
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Genetica Associazione, ricombinazione e mappatura genetica dei geni eucariotici Di Leonardo Genetica_2012
Associazione tra geni • I fattori mendeliani, i geni, sono • fisicamente localizzati sui cromosomi. • Per ogni specie esaminata il numero • di cromosomi è inferiore al numero • di geni. • Ne consegue che vi devono essere • più geni su ciascun cromosoma. Di Leonardo Genetica_2012
Sturtevant elaborò un metodo per calcolare la distanza dei geni associati: propose di utilizzare la percentuale di ricombinanti come indice della distanza tra due coppie di geni in una mappa genetica. La distanza di mappa viene misurata in unità di mappa (um) o centimorgan (cM) Una unità di mappa corrisponde ad una Frequenza di Ricombinazione dell’1% Mappa di associazione disegnata da Sturtevant Di Leonardo Genetica_2012
La RICOMBINAZIONE GENETICA rappresenta l’ordine degli alleli in nuove combinazioni (Riassortimento) Di Leonardo Genetica_2012
Un singolo crossing over produce metà gameti ricombinanti e metà gameti non ricombinanti Di Leonardo Genetica_2012
Il crossing over tra geni associati produce una progenie composta da individui non ricombinanti e ricombinanti Di Leonardo Genetica_2012
Esperimenti di Stern per dimostrare la relazione fra ricombinazione e scambio cromosomico fenotipi genotipi gameti Di Leonardo Genetica_2012
In un incrocio genetico la disposizione degli alleli associati sui cromosomi risulta importante per l’esito dell’incrocio e per determinare i genotipi dei parentali. Alleli in accoppiamento: i due alleli selvatici o mutati sono presenti su un cromosoma omologo Alleli in repulsione: un cromosoma omologo contiene un allele selvatico e un allele mutato Di Leonardo Genetica_2012
Un singolo crossingover genera gameti ricombinanti b) Un doppio crossing over tra geni associati da origine a gameti parentali:questo comporta l’inaccurata valutazione della distanza tra geni. Una terza coppia allelica tra le prime due rende possibile l’identificazione di doppi crossing over Di Leonardo Genetica_2012
La distanza tra due marcatori sulla Mappa genetica di un cromosoma è data dal numero medio di crossing over che avvengono tra loro. La frequenza di ricombinazione misura il numero di crossing over avvenuti e consente la costruzione di mappe Genetiche. Sulle mappe genetiche le distanze tra marcatori vengono misurate in unità di mappa (um).1 um=1% ricombinazione = 1 cM (centiMorgan) Di Leonardo Genetica_2012
Riassumendo… Un doppio crossing over tra due geni associati produce solo gameti NON ricombinanti Di Leonardo Genetica_2012
Riassumendo…Incrocio a tre punti Di Leonardo Genetica_2012
Incrocio a tre punti perdeterminare l’esatto orientamento dei geni sul cromosoma St+ (occhi rossi) dominante su st (occhi scarlatti) e+ (corpo grigio) dominante su e (corpo ebano) ss+ (setole normali) dominante su ss (setole piccole) 8 classi distinguibili fenotipicamente: 2 parentali 6 ricombinanti! Determinare l’ordine dei geni e la loro distanza Di Leonardo Genetica_2012
Incrocio a tre punti per Determinare l’esatto Orientamento dei geni A seguito del doppio crossing over il gene centrale cambia posizione nei ricombinanti Di Leonardo Genetica_2012
Schema generico incrocio a 3 punti A B C 1 2 a b c tutti i possibili gameti A B c A B C crossing over #2 parentali a b C a b c A b c A b C crossing over #1 crossing over 1+2 a B C a B c per costruire una corretta mappa genetica, cioè per definire la sequenza lineare dei geni e la loro distanza, è conveniente utilizzare geni non troppo distanti tra loro. Di Leonardo Genetica_2012
MAPPA GENETICA Per costruire una mappa genetica che indichi la sequenza lineare dei geni e la loro reciproca distanza bisogna calcolare la frequenza di ricombinazione (inferiore al 50%) conseguenza del numero medio di crossing over tra i due marcatori analizzati di un incrocio a tre punti. Le distanze di mappa basate sui valori di ricombinazione sono approssimativamente additive. n° di ricombinanti =frequenza di ricombinazione n° totale individui frequenza di ricombinazione X 100 = distanza di mappa Di Leonardo Genetica_2012
Interferenza e coefficiente di coincidenza Un evento di crossing over può influenzare la probabilità che ne avvenga un altro in una regione cromosomica adiacente questo fenomeno si chiama: INTERFERENZA Si verifica interferenza (negativa) quando il numero di doppi scambi osservati è minore del numero dei doppi scambi attesi. Questo accade perché a volte, per vari motivi (struttura tridimensionale del cromosoma, ingombro dei complessi proteici coinvolti nella ricombinazione, ecc.) un crossing over in una zona cromosomica interferisce con la possibilità che un altro crossing over possa verificarsi nelle zone immediatamente adiacenti Si calcola il coefficiente di coincidenza (c): frequenza di doppi scambi osservata/frequenza doppi scambi attesa Interferenza (I) = 1- coefficiente di coincidenza Di Leonardo Genetica_2012
Associazione a due punti Quando si osserva una frequenza di ricombinazione uguale al 50% questa suggerisce che i due marcatori assortiscono in modo indipendente. Questo risultato è dovuto o a geni effettivamente indipendenti, o a geni associati su un cromosoma, ma così distanti tra loro che la probabilità che avvenga almeno un crossing over tra loro, ad ogni meiosi, è molto elevata. Come si stabilisce l’ordine dei geni? 1 Determinare i marcatori genetici (in cis o trans) nei genitori esaminando le classi parentali (numero maggiore) 2. identificare le classi di ricombinanti risultanti da doppi crossing over (numero più basso) 3. stabilire l’ordine dei marcatori sul cromosoma in base alla loro disposizione nelle classi dei doppi ricombinanti in quanto il gene posto al centro cambia posizione. Di Leonardo Genetica_2012
Mappatura citogenetica per delezione (Df) e duplicazione cromosomica Di Leonardo Genetica_2012
W Di Leonardo Genetica_2012
W Di Leonardo Genetica_2012
Analisi di associazione genica nella specie umana tra Nail Patella Syndrome (NPS1) e gene che codifica glicoproteina nel sistema A-B-0 (braccio lungo cromosoma 9) Di Leonardo Genetica_2012
Genetica delle cellule somatiche mediante la generazione di eterocarion, per studiare l’associazione di geni codificanti enzimi con specifici cromosomi Di Leonardo Genetica_2012
Sistema di selezione di cellule ibride Per le successive analisi di associazione Gene-cromosoma Di Leonardo Genetica_2012
