Ligação, Recombinação e Mapeamento gênico em

eucariotas

A lei da segregaçãoindependente estabelece que:

Em um cruzamento envolvendo maisde um gene, os genes diferentes se

separam ou segregamindependentemente um do outro.

A segregação indenpedente éverdadeira para:

Genes em cromossomos separados

Genes no mesmo cromossomo (genes ligados) se eles estiverem bem

distantes

Segregação independente (genes emcromossomos diferentes ou no mesmo cromossomo

mas muito distantes):

Recomb

Recomb

Parental

Parental

aaBbAabbaabbAaBb

ab

¼aB¼Ab¼ab¼AB

Freq.

abab

abAB × AaBb x aabb

Ligação completa (genes muito próximosimpossibilitando o crossing over entre eles):

Recomb

Recomb

Parental

Parental

aaBbAabbaabbAaBb

ab

0aB0Ab½ab½AB

Freq.

abab

abAB × AaBb x aabb

Ligação incompleta:

Recomb

Recomb

Parental

Parental

aaBbAabbaabbAaBb

ab

<¼aB<¼Ab>¼ab>¼AB

Razão

Mais de 50% da descendência com combinaçõesparentais e menos de 50% com alelos recombinantes.

abab

abAB × AaBb x aabb

Genes que mostram segregação independente(FR=50%) podem estar:

1) em diferentes cromossomos

2) distantes no mesmo cromossomo.

A análise de recombinantes não podedistinguir entre eles.

*Notar que os alelos recombinantes estão localizadosno mesmo cromossomo homologo

Genes no mesmo cromossomo podemrecombinar através do crossing over.

P

P

P

P

P

P

R

R

Cromossomos na meiose sem crossing over

Cromossomos na meiose realizando crossing over

1) Para a recombinação ocorrer entre dois genes ligados deve ocorrer “crossing over“entre eles.

2) A probabilidade do “crossing” ocorrer entre doisgenes ligados é diretamente proporcional àdistância entre eles.

3) Então, a freqüência de recombinação pode ser usada como um indicador da distância entre doisgenes.

Análise de Recombinação

A análise de recombinação é a técnicausada para determinar quão

freqüentemente um “crossing” podeocorrer entre dois genes durante a

meiose e portanto quão distantes essesgenes estão um do outro.

Para fazer análises de recombinaçãovocê precisa:

1) Um heterozigota para dois genes conhecidosno mesmo cromossomo.

2) Um homozigota recessivo para fazer o cruzamento teste (assim cada genótipo terá um fenótipo único).

3) Suficiente descendência para cálculos acuradosda progenie proveniente ou não de “crossingover”.

AABB × aabb

abAB

[ligação acoplada (cis)]

AAbb × aaBB

aBAb

[ligação em

repulsão (trans)]

A linha indica osalelos diferentes

no memsocromossomo.

Análise de recombinantes

b = olhos brancos; b+ = olhos vermelhosp = asas pequenas; p+ = asas normais

Linhagens puras #1olhos brancos,asas pequenas

Linhagem pura #2olhos vermelhos,Asas normais(selvagem)

Qual a distância entre dois genes ligados ao X em Drosophila?

Fêmeas machos

b+ p+

b+ p+

b+ p+

Y

b p

b p

b p

Y

1) Produzir oshíbridos da F1.

2) Fazer o cruzamentoteste.

b+ p+

b p

b+ p+

b pb p

Yx

R

R

P

P

1,190Total

branco, normal

Verm., peq.

branco, peq.

Verm., normal

230b p+/ (b p or Y)b p+

217b+ p / (b p or Y)b+ p

367b p / (b p or Y)b p

376b+ p+/ (b p or Y)b+p+

b p ou Y

Calcular a percentagem de descendentes que resultam do crossing over (recombinantes).=217 + 230 / 1190 x 100.

Cruzamento teste:

Gametas: Fenótipos F2 :

b+ p+

b pb p

Yx

Freqüência de Recombinação (RF)

100��

���

�

TotaltesrecombinandeNúmero

%6,371001190447 =�

�

���

� x

Olho branco Asas pequenas

37,6% freqüência de recombinação (FR)

37,6 unidades de mapa

37,6 centiMorgans (cM)

Cromossomo X

b p

op = olhos púrpura, op+ = olhos vermelhos

av = asas vestigiais, av+ = asas normais

Linhagem 1:

Linhagem 2:

Exemplo 2(cromossomos somáticos):

(selvagem)

(olhos púrpura, asas vestigiais)

op+ av+

op+ av+

op avop av

1) Produzir oshíbridos da F1

2) Fazer o cruzamento teste.

3) Listar os possíveisgametas e osdescendentes.

(fenótiposelvagem)

op+ av+

op av

op+ av+

op avop avop av

x

R

R

P

P

382Total

púrp., normal

verm., vestigial

púrp., vestigial

verm., normal

22op av+/ op avop av+

20op+ av / op avop+ av

175op av / op avop av

165op+ av+/ op avop+ av+

op av

Freqüência de recombinação (FR) = (20 + 22 /382 x 100)=10,99%=11%

op+ av+

op avop avop av

x

Olhospúrpura

Asasvestigiais

11% Freqüência de recombinação

11 unidades de mapa

11 centiMorgans (cM)

op av

ProblemaO cruzamento teste de um duplo heterozigota

produziu o seguinte resultado:

AB 9ab 12Ab 141aB 138

Qual é o arranjo de ligação dos parentes destadescendência?

Qual a distância entre os genes genes?

RRPP

aBAb

Interferência• Os “crossing over” em regiões cromossômicas

adjacentes não são independentes. Esta interação échamada de interferência

• O “crossing over” em uma região usualmentediminui a possibilidade de ocorrer “crossing over”em região adjacente.

Interferência(I) = 1-Número de duplos recombinantes observados

Número de duplos recombinantes esperados

A análise de recombinação revelagrupos ligados (grupos de genes localizados perto um do outro no

mesmo cromossomo)

Cada cromossomo representa um grande grupo ligado

Mapa genético –indica que genes occorrem em um cromossomo, a

ordem no chromossomo e a

distância entregenes calculadapela freqüência

de recombinação.

Dois genes localizados no

mesmo cromossomoestão ligados

Importância do mapeamentocromossomico

(1) Que genes estão em um cromossomo emparticular.

(2) A ordem em que estes genes se encontramneste cromossomo.

(3) Um indicativo da distância relativa entreestes genes (não necessariamenteverdadeira).

Efeito posição

O “crossing over” é inibido pertodas regiões centroméricas

A B10 cM

AB ?

A distância calculada será a mesma?Maior ? Menor?

Como se determina atualmente a distância entre genes?

Mapeamento por deleção (eliminação)

Hibridização de celulas somáticas

Hibridização in situ

Mapeamento por sequenciamento

Hibridização in situ usando sondas específicas para os cromossomos 9 e 22

SKY (Spectral Karyotyping) - 24 sondas únicas