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).

 

 

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.  

 

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

Aa a

A  

 

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

A a; B b

AB  

Ab

aB  

ab

Theodor Boveri (1862-1915)

Walter S. Sutton (1877-1916)

ostularon la existencia de una relación entre el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis y la segregació distribución independiente de  la herencia.  

Segunda ley de Mendel Meiosis Cuando dos genes segregan  simultáneamente, se asocian  de manera independiente.

 

 

Segunda ley de Mendel Meiosis

 

 

 ¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?  Herencia del color de la flor y de la  forma del polen en chícharo dulce

púrpura largo

púrpura redondo

rojo largo

rojo redondo

Observado

1

390

393

1338

6952

Esperado

3

1303

1303

435

6952

9

 

3

3

1

 

 ¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel?  ¿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  Largo de alas   

A: rojo B: normal

a: púrpura b: vestigial

AABB           x           aabb AaBb         x           aabb

 

AaBb         Aabb    aaBb       aabb Esp.          710            710       710         710 Obs.        1339           151       154        1195  

 ¿se cumple siempre la segunda ley de Mendel? ¿Cómo explicó Morgan este fenómeno? A

A

B

A

F1:

×

B

F2:  

a B

×

b

a b

b

b

a B

A

a

a

a

a

A

a b

b

b

a b

b  

a b

a B

b

 Mapa genético del genoma de Drosóphila

 

 

 Mapa genético del genoma de Drosóphila

 

 

 Recombinación por asociación independiente

Si NO están ligados  

 

 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

 

 

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

diploteno

paquiteno

diacinesis

Se completa la sinapsis Se produce la recombinación (entrecruzamiento o crossing over)  

Aumenta la condensación cromosómica.

 

Entrecruzamiento visto mediante microscopía electrónica

 

 

Evidencia citológica de entrecruzamiento Quiasmas

A

B

Formación de quiasmas durante el apareamiento meiótico

C

Cromosomas homólogos duplicados

 

a

b

c

 

A A

B b

C C

a a

B b

c c

Entrecruzamiento

 

 

 Recapitulemos

Genes NO ligados Genes en el mismo grupo de ligamiento Genes en el mismo grupo de ligamiento Cinco grupos de ligamiento  

 

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 AaBb ➘ Si AaBb

AB ab

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

Ab

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

a B

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

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

A

B B  

A  B a   b   a

a

b b  

=  

A  B a   b  

Nomenclatura:  Fases de un dihíbrido Fases de acoplamiento o Fase CIS

A

A

B B

a

Fases de repulsión o Fase TRANS

a

A A

a

a

b b

b b

B

B

AB/ab

 

Ab/aB

 

Frecuencia de recombinación

AABB           x           aabb AaBb         x           aabb

AaBb         Aabb    aaBb       aabb Esp.          710            710       710         710 Obs.        1339           151       154        1195 Parental  

Recombinantes  

Parental

Frecuencia de recombinación Número de recombinantes RF =   Número total de descendientes Parental

Recombinantes

x 100  

Parental

AaBb         Aabb    aaBb       aabb   Obs.      1339           151       154        1195

RF =  

151  +  154 1339  +  151  +  154  +  1195

RF = 10,7%   

 

x 100  

Distancia entre genes y mapas de ligamiento

A. Sturtevant (1913).

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

 

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. A. Sturtevant (1913). La unidad mapa se llama también cM (centimorgan).

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

 

Distancia entre genes y mapas de ligamiento

10,7 cM

RF =    

151  +  154 1339  +  151  +  154  +  1195

RF = 10,7% 

 

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

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

distancia A-B = 12 distancia B-C = 7 distancia 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 Ordenaciones posibles Caso 1: Marcador A está en el medio: B B

12 7

A A C

5

Caso 2: Marcador B está en el medio: A B B 12 7 C A 5

C

C

Caso 3: Marcador C está en el medio: A B 12 Aditivo A C 7 5     B C

Orden de los genes • 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.

 

 

Estudio de entrecruzamientos R

T

r

t

R

T

R

Q T

r

R

q

q T

r

t

r

Q t

 

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.  

t

 

 

• 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.

 

 

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

Ojos color rojo = + Ojos color scarlet = st

P:

Cerdas largas = + Cerdas cortas = b Cuerpo café claro = + Cuerpo café oscuro = e (ebony)  

+

+

+

+

+

+

F1 :  

x

+

+

+

st

b

e

st

b

e

st

b

e

Cruzamiento de prueba :

+

+

+

st

b

e

F2 :

+

+

+

st

b

e

st

b

e

st

b

 

e

370 731 = 73,1% 1000 361

No recombinantes

 

x

st

b

e

st

b

e

+

b

e

st

b

e

st

+

+

st

b

e

+

+

e

st

b

e

st

b

+

st

b

e

+

b

+

st

b

e

st +

e

st

e

b

104 98 28 269 = 26,9% 1000 31

5 3

recombinantes

+ st + st + st + st

Fenotip o (F2) + + b e b e + + + e b + b + + e

Número de individuos

Recombinación entre : st - b st - e b-e

370 361 104 98 28 31 5 3

% de recombinación

104 98 5 3

28 31 5 3

104 98 28 31 -

210

67

261

21%

6,7%

26,1%

26,1 b

st

 

21%

 

e

6,7%

Mapa de ligamiento del tomate

 

 

Mapa de ligamiento del tomate construido en 1952

 

 

y… ¿qué pasa con los humanos?

Genes identificados Pares de cromosomas

 

 

26.000 23

y… ¿qué pasa con los humanos?

 

 

Evaluando el ligamiento en una genealogía

 

 

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). Ab aB

Ab ab

ab ab

aB ab

Ab ab

Ab ab

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.  

 

Ab aB

ab ab

aB ab

Ab ab

PL

Odds Score P =

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo entre los genes analizados)

no L

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento entre los genes analizados)

0 =4 = ,25 0,062

1/2 x 1/2 = Odds Score 1/4 1/4 x 1/4 = = 1/16

5

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

 

Ab aB

ab ab

aB ab

AB ab

PL

Odds Score P =

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo entre los genes analizados)

no L

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento entre los genes analizados)

0 x 1/2 = 0

Odds Score 1/4 x 1/4 = = 1/16

=

0 0,062 5

=0

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

 

Ab aB

ab ab

AB ab

PL

Odds Score P =

aB ab

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo entre los genes analizados)

no L

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento entre los genes analizados)

1/2(0,1) x 1/2(0,9) = Odds Score 0,0225 1/4 x 1/4 = = 1/16

0,022 = = 5 0,062 0,36 5

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

Ab aB

ab ab

AB ab

PL

Odds Score P = Odds Score =

aB ab

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de haber ligamiento completo entre los genes analizados)

no L

(probabilidad de ocurrencia de dicha familia en el caso de no haber ligamiento entre los genes analizados)

1/2(0,4) x 1/2(0,6) = 0,06 1/4 x 1/4 = 1/16

=

0,06

= 0,062 0,96 5

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

• Conjugación

Mapas genéticos en Bacterias :

 

• Transducción • Transformació n

 

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

 

 

Transformación Bacteriana

Curva de crecimiento bacteriano

 

 

Mecanismo de transformación bacterian

 

 

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 The Cooperative Human Linkage Center http://lpg.nci.nih.gov/CHLC/  

 

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

Xg Proteína grupo sanguíneo Ictiosis (un efermedad de la piel) Albinismo ocular Angioqueratoma (crecto celular) Centrómero Fosfoglicerato-quinasa Alfa-galactosidasa Xm Deutan (ceguera color rojo-verde)

 

 

G6PD Protano (ceguera color rojo-verde) Hemofília A