ligamiento 2

LIGAMIENTO

Prof. Mauricio Moraga V.Agosto 2006

Lo fundamental del trabajo de G. Mendel fue demostrar que los “determinantes hereditarios” (genes) segregan (1ra Ley) y que se transmiten de padres a hijos como unidades separadas (2da Ley).

Por lo tanto:-Segregan en gametos distintos.-Se asocian independientemente.

Lo fundamental del trabajo de G. Mendel fue demostrar que los “determinantes hereditarios” (genes) segregan (1ra Ley) y que se transmiten de padres a hijos como unidades separadas (2da Ley).

Los determinantes (alelos) de un carácter dado segregan equitativamente durante la formación de gametos.

A a

A a

Primera ley de Mendel

Cuando los determinantes para dos caracteres segregan simultáneamente, se asocian de manera independiente.

A a; B b

A B A b a B a b

Segunda ley de Mendel

Walter S. Sutton (1877-1916)

Theodor Boveri (1862-1915)

Postularon la existencia de una relación entre el comporta-miento de los cromosomas durante la meiosis y la segregación y distribución independiente de la herencia.

Segunda ley de Mendel

Cuando dos genes segregan simultáneamente, se asocian de manera independiente.

Meiosis

Segunda ley de Mendel

Meiosis

4831 390 393 1338 6952

3911 1303 1303 435 6952

9 3 3 1

púrpuralargo

púrpuraredondo

rojolargo

rojoredondo

Observado

Esperado

¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?

Herencia del color de la flor y de la forma del polen en chícharo dulce

¿Cómo tendrían que estar los genes para que se cumpla lo que esperábamos?

¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?

¿que es lo que pasaría en caso de estar ambos genes completamente juntos en el mismo cromosoma?

¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?

¿que es lo que muestran los resultados?

¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?

Datos de Morgan para Drosophila (1909): 2839 moscas

Color de ojos A: rojo a: púrpura

Largo de alas B: normal b: vestigial

AABB x aabb

AaBb x aabb

AaBb Aabb aaBb aabbEsp. 710 710 710 710Obs. 1339 151 154 1195

¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?

¿Cómo explicó Morgan este fenómeno?

A A

B B

a a

b b

F1: A a

B b

a a

b b

¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?

F2:A a

B b

a a

b b

A a

b b

a a

B b

Mapa genético del genoma de Drosóphila

Mapa genético del genoma de Drosóphila

Si NO están ligados

Recombinación por asociación independiente

Recombinación por asociación independiente

Si NO están ligados

Si están completamente ligados

Si están completamente ligados

No hay recombinación por asociación independiente

Si están parcialmente ligados

Si están parcialmente ligados

Recombinación por entrecruzamiento

paquiteno

diploteno

diacinesisSe completa la sinapsisSe produce la recombinación (entrecruzamiento o crossing over)

Los homólogos se repelen y quedan unidos por los quiasmas. Los quiasmas se ubican en los lugares donde hubo entrecruzamiento en el paquiteno.

Aumenta la condensación cromosómica.

Meiosis: profase I

Entrecruzamiento visto mediantemicroscopía electrónica

Evidencia citológica de entrecruzamiento

Quiasmas Formación de quiasmas durante el apareamiento meiótico

A B C

a b c

A b C

a B c

A B C

a b c

Cromosomashomólogosduplicados

Entrecruzamiento

Genes en el mismogrupo de ligamiento

Genes NO ligados

Genes en el mismogrupo de ligamiento

Cinco grupos de ligamiento

Recapitulemos

De un cruce de prueba con un dihíbrido se podrá esperar que:

No exista ligamiento : 4 fenotipos distintos AB, Ab, aB y ab en la proporción 1:1:1:1

Exista ligamiento completo : 2 fenotipos

Si AaBbABab

AB y ab (1:1)Genes en posición cis o ACOPLAMIENTO

Si AaBb Ab

aB

Ab y aB (1:1)Genes en posición trans o Fase de REPULSIÓN

Exista ligamiento : 4 fenotipos distintos AB, Ab, aB y ab en proporciones distintas.

Nomenclatura

AaBb La notación habitual no contiene información respecto a si los genes están o no ligados.

AB/ab o Ab/aB Esta notación indica que los genes están ligados y nos muestra ademas la fase.

AB/ab = A Ba b

A Ba b

=

A A a a

b bB B

Nomenclatura: Fases de un dihíbrido

A A a a

b bB B

A A a a

b b B B

AB/ab Ab/aB

Fases de acoplamientoo Fase CIS

Fases de repulsióno Fase TRANS

Frecuencia de recombinación

AABB x aabb

AaBb x aabb

AaBb Aabb aaBb aabbEsp. 710 710 710 710Obs. 1339 151 154 1195

Parental ParentalRecombinantes

Frecuencia de recombinación

RF = Número de recombinantes

Número total de descendientesx 100

AaBb Aabb aaBb aabb Obs. 1339 151 154 1195

Parental ParentalRecombinantes

RF = 151 + 154

1339 + 151 + 154 + 1195x 100

RF = 10,7%

Distancia entre genes y mapas de ligamiento

Cuanto más cerca estén dos genes, menor será la probabilidad que ocurra un evento de entrecruzamiento y por tanto menor la frecuencia de recombinación.

A. Sturtevant (1913).

Distancia entre genes y mapas de ligamiento

Las frecuencias de recombinación (RF) son proporcionales a las distancias entre los genes, luego la RF puede ser utilizada como una medida de distancia entre genes.

1 unidad mapa (u.m.) corresponde a la distancia entre dos loci para la cual una de cada 100 meiosis produce un recombinante.

La unidad mapa se llama también cM (centimorgan).

1 u.m. = 1 cM = FR de 0,01 = 1% recombinación

A. Sturtevant (1913).

RF = 151 + 154

1339 + 151 + 154 + 1195

RF = 10,7%

Distancia entre genes y mapas de ligamiento

10,7 cM

Mapa a partir de cruzamientos de prueba de dos puntos (dos loci en el mismo cromosoma)

Se determina la distancia de 2 en 2 entre loci y éstas se suman para estimar la distancia genética total de un cromosoma.

A B

Se han estudio tres pares de genes y estas son las distancias entre ellos:

distancia A-B = 12 distancia B-C = 7distancia A-C = 5

¿Cuál es el orden de los genes? Las distancias deben ser aditivas y consistentes entre sí

Supongamos las tres ordenaciones posibles

Orden de los genes

Orden de los genes

Ordenaciones posibles Caso 1: Marcador A está en el medio:

Caso 2: Marcador B está en el medio:

Caso 3: Marcador C está en el medio:

AA C

CB

B

7

12 5

A

B

C

A12

5

CB7

A

B

C

A12

5BC

7Aditivo

• Los mapas genéticos observados mediante análisis de ligamiento, no coinciden con los mapas físicos o reales, ya que la frecuencia de recombinación en un segmento no es la misma que en otro.

• Así, aunque el orden de los genes coincide, la distancia relativa entre ellos no.

• Los resultados obtenidos a partir de estos cálculos no son confiables para todos los genes, ya que puede haber entrecruzamientos dobles que desvirtúen los mismos.

Orden de los genes

R T

r t

R T

r t

R Q T

r q t

R q T

r Q t

Estudio de entrecruzamientos

Si se consideran sólo 2 genes, no se puede detectar el entrecruzamiento, mientras que si se consideran tres genes, se detecta si se ha producido un entrecruzamiento doble.

• En la práctica, el método de las frecuencias de recombinación sólo se emplea para genes que estén próximos, a menos de unas 10 unidades de distancia (10 centimorgan). Para algunos segmentos puede ampliarse hasta 15 o 20 unidades.

• Se ha observado que en distancias tan cortas, difícilmente se producen entrecruzamientos dobles.

• Los entrecruzamientos dobles pueden detectarse genéticamente si se consideran 3 genes ligados en vez de 2.

+ + +

+ + +

st b e

st b e

+ + +

st b e

xP :

F1 :

Un método común utilizado para medir las distancias de mapa consiste en determinar las frecuencias de recombinación entre tres pares de genes. Este método se denomina “cruzamiento de tres puntos”

Ojos color rojo = +Ojos color scarlet = st

Cerdas largas = +Cerdas cortas = b

Cuerpo café claro = +Cuerpo café oscuro = e (ebony)

+ b e

st + +

st b e

st b +

st b e

+ + e

st b e

+ + +

st b e

st b e

st b e

st b e

st + e

st b e

+ b +

st b e

370

st b e

st b e

+ + +

st b ex

Cruzamientode prueba :

361

7311000

= 73,1%No

recombinantes

104

98

2691000

= 26,9% recombinantes

28

31

5

3

F2 :

Fenotipo

(F2)

Número de individuos

Recombinación entre :

+ + +st b e+ b est + ++ + est b ++ b +st + e

% de recombinación

st - b st - eb - e

370361104

98283153

- - -- - -104 - 10498 - 98- 28 28- 31 315 5 -3 3 -

210 67 261

21% 6,7% 26,1%

26,1

21% 6,7%

st b e

Mapa de ligamiento del tomate

Mapa de ligamiento del tomate construido en 1952

Genes identificadosGenes identificados 26.00026.000

Pares de cromosomas Pares de cromosomas 2323

y… ¿qué pasa con los humanos?

y… ¿qué pasa con los humanos?

Evaluando el ligamiento en una genealogía

Ab

aBab

ab

Ab

ab

Ab

ab

aB

ab

Ab

ab

Para la aplicación del análisis de ligamiento en humanos es necesario contar con una familia con un progenitor doble heterocigoto y otro doble recesivo (condición más informativa).

Con ello hay que calcular la probabilidad de que ocurra ligamiento en una familia en relación con la probabilidad de que no exista ligamiento en esta familia. Este método es llamado: Odds Score.

Odds Score =

PL (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo

entre los genes analizados)

P no L (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento

entre los genes analizados)

Ab

aBab

ab

Ab

ab

aB

ab

Odds Score =

1/2 x 1/2 = 1/41/4 x 1/4 = 1/16

=

0,250,0625

= 4

“La probabilidad de ocurrencia de esta familia es 4 veces más si los genes Ab están ligados”

Odds Score =

PL (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo

entre los genes analizados)

P no L (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento

entre los genes analizados)

Ab

aBab

ab

AB

ab

aB

ab

Odds Score =

0 x 1/2 = 0

1/4 x 1/4 = 1/16

=

0

0,0625

= 0

“La probabilidad de ocurrencia de esta familia es 0 si los genes Ab están completamente ligados”

Odds Score =

PL (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo

entre los genes analizados)

P no L (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento

entre los genes analizados)

Ab

aBab

ab

AB

ab

aB

ab

Odds Score =

1/2(0,1) x 1/2(0,9) = 0,02251/4 x 1/4 =

1/16

=

0,02250,0625

= 0,36

“La probabilidad de ocurrencia de esta familia es 0,36 si los genes Ab están parcialmente ligados, con una distancia de 10 cM”

Odds Score =

PL (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo

entre los genes analizados)

P no L (probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento

entre los genes analizados)

Ab

aBab

ab

AB

ab

aB

ab

Odds Score =

1/2(0,4) x 1/2(0,6) = 0,06

1/4 x 1/4 = 1/16

=

0,06

0,0625

= 0,96

“La probabilidad de ocurrencia de esta familia es 0,96 si los genes Ab están parcialmente ligados, con una distancia de 40 cM”

Mapas genéticos en Bacterias :

• Conjugación

• Transducción

• Transformación

Conjugación Bacteriana

Experimento de Lederberg y Tatum con 2 cepas auxotrófica de E. coli y la producción de cepas prototróficas.

Conjugación

Conjugación

Algunos de los sitios de integración del factor F en el cromosoma de E. coli.

Ciclo de vida de los virus

Transducción en bacterias

Modelo de transducción generalizada de virus

Transducción

Transformación

Transformación Bacteriana

Curva de crecimiento bacteriano

Transformación Bacteriana

Mecanismo de transformación bacteriana

Mapas genéticos en humanos

Mapas genéticos (de recombinación)

•Herencia ligada al cromosoma X

•Marcadores polimórficos asignados a colecciones de familias (CEPH).

•alozimas•DNA (RFLPs, microsatélites, RAPDs,...)

•La caza de genes asociados a enfermedades

Mapas físicos

•Métodos especiales de cultivo celular: hibridación de células somáticas

•Hibridación in situ de sondas de DNA en cromosomas metafásicos

•Secuenciación del DNA

Mapas genéticos en humanos

•Estudios familias•Herencia ligada al cromosoma X marcadores clásicos•Autosómicos marcadores clásicos

•Cartografía marcador-enfermedad•La caza de genes asociados a enfermedades

•Cartografía marcador-marcador•Estudios marcadores polimórficos asignados a colecciones de familias (CEPH). •DNA (Microsatélites, RFLPs, RAPDs,...)

Mapa genético de

alta resolución del Cromosoma 1

Homo sapiens

http://lpg.nci.nih.gov/CHLC/

The Cooperative Human Linkage

Center

Xg Proteína grupo sanguíneo

Ictiosis (un efermedad de la piel)

Albinismo ocular

Angioqueratoma (crecto celular)

CentrómeroFosfoglicerato-quinasaAlfa-galactosidasaXm

Deutan (ceguera color rojo-verde)

G6PD

Protano (ceguera color rojo-verde)Hemofília A

Mapa genético a través de la herencia ligada al cromosoma X (359 loci se han asignado al X)