Help es V e IV Genetica Laura 2012 - web matic

Legge di Mendel:
assortimento indipendente degli alleli
Durante la formazione dei gameti
la segregazione di una coppia di geni è indipendente dalle altre coppie

Da cosa dipende il chi-quadro?
Χ 2 = Σ
(foss – fatt) 2
fatt
1. Dagli scarti fra valori osservati e attesi
2. Dal numero di addendi
Gradi di libertà: n-1

RICOMBINAZIONE:
qualunque processo che generi
un prodotto diverso dai genotipi parentali
•RICOMBINAZIONE GENERALE O OMOLOGA:
Avviene di solito fra estese regioni di sequenze nucleotidiche
omologhe
•RICOMBINAZIONE SITO SPECIFICA:
I siti di rottura e riunione tra due molecole di DNA (o tra due
segmenti della stessa molecola) sono compresi all’interno di
specifiche regioni molto brevi (< 25 nucleotidi)
•RICOMBINAZIONE NON OMOLOGA:
Evento piuttosto raro che coinvolge sequenze nucleotidiche non
omologhe.

NO CROSSING OVER
A Cm
A Cm Meioisi I
a cm
a cm
CROISSNG OVER
A Cm
A cm
a Cm
a cm
LEZIONE 4 GENI CONCATENATI
A Cm
A Cm
a cm
a cm
A Cm
A cm
Meioisi II
Meioisi I Meioisi II
a Cm
a cm
A Cm
A Cm
a cm
a cm
gameti
A Cm
A cm
a cm
a cm
gameti
L’analisi di linkage si basa sulla co-segregazione alla meiosi di 2 o più loci più
frequentemente di quanto ci si aspetta per caso. Se 2 loci vengono ereditati insieme
frequentemente, è probabile che siano localizzati vicini fra di loro sul cromosoma
NR
R
R
NR

Il mezzo ideale per Studiare associazione e
ricombinazione è il reincrocio
Rapporti fenotipici attesi (diibrido): 1: 1: 1: 1
F(P) = F(NP) = 0,5
Se c’è associazione: F(P) > 0,5, F(NP)

A B
a b
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEI CROMOSOMI
DI UN INDIVIDUO DIIBRIDO AaBb
A B
a b
Forma CIS
Entrambe gli alleli dominanti
su un cromosoma
e i recessivi sull’omologo
A B
a b
a b
A B
A b
a B
Forma TRAS
Su ogni cromosoma sono concatenati
un allele dominante e uno recessivo
VARI MODI DI SCRIVERE LA STESSA COSA: PRENDIAMO AD ESEMPIO LA FORMA CIS
A a
B b
B A
b a
ERRATO
PERCHÉ
I DUE ALLELI DELLO STESSO GENE
SONO SULLO STESSO CROMOSOMA
A a
B b

Reincrocio
Aa Bb X aa bb
Frequenze fenotipiche: AB Ab aB ab TOT
Osservate 78 122 118 82 400
Attese 100 100 100 100 400
I fenotipi Ab e aB sono presenti in frequenze superiori all’attesa
Perciò Ab e aB sono i fenotipi parentali:
A b
a B
La distanza fra locus A e locus B è
A B
Trans cis
a b
d = NR / NT = (78+82)/400 = 0,4 frequenza-cioè 40 cM

Se tutti i cromosomi subiscono crossing-over alla meiosi, la frequenza di
ricombinazione è del 50%
NR non può essere > ½ NT
(in questo caso, si considerano i geni indipendenti)
Per cui d MAX = 0,5.
La frequenza di ricombinazione è metà della frequenza
di crossing over

ANALISI DI LINKAGE DI CARATTERI MENDELIANI
� Determinare la frequenza con cui due loci ricombinano fra loro alla
meiosi = TETHA (��
TETHA (�� =
Num Ricombinanti
Num Totale di individui
• Se due loci sono su cromosomi diversi segregano indipendentemente. La probabilità
che vengano ereditati insieme è del 1/2 -> � = 50%
• e due loci sono vicini fra loro sullo stesso cromosoma saranno ereditati insieme più
frequentemente -> � < 50%
Tanto più sono vicini, tanto più piccola è la probabilità che avvenga un crossing-over
LA FREQUENZA DI RICOMBINAZIONE (�)
E’ UNA MISURA DELLA DISTANZA GENETICA

Problema. 1.
Due geni che influenzano le caratteristiche del baccello nel fagiolo
risiedono sul cromosoma 5. Il baccello stretto è recessivo rispetto al
baccello normale; il baccello bianco è recessivo rispetto al baccello
chiazzato. Una pianta di linea pura con baccelli stretti e chiazzati viene
incrociata con una pianta di linea pura, a baccelli normali e bianchi. Gli
individui di F1 sono poi incrociati con individui a baccello stretto e bianco,
con questi risultati:
144 baccelli stretti e chiazzati
150 baccelli normali e bianchi
11 baccelli normali e chiazzati
9 baccelli stretti e bianchi.
(a) Stimare la distanza fra i due loci
(b) Disegnare i cromosomi 5 in ognuna delle 4 classi fenotipiche della F2.

Parentali
S b
s B
S B
s b
Ricombinanti
stretto (s) < (S) NORMALE
bianco (b) < (B) CHIAZZATO
stretto
CHIAZZATO
0,063 = 6,3 cM
(ssBB) (SSbb)
100% (SsBb)
s B
Parentali
NORMALE
NORMALE
bianco
CHIAZZATO
(SsBb) stretto bianco
(ssbb)
s b
s b
stretto NORMALE stretto NORMALE
CHIAZZATO BIANCO
bianco
Chiazzato
144 150 11 9
s B
s b
S b
s b
S B
s b s b
Ricombinanti

Procmlema 2.
Nei gatti due geni mutanti dominanti determinano i caratteri coda mozza (Cm) e pelo
ispido (I). Quando gatti eterozigoti per entrambe i geni con coda mozza e pelo ispido
sono stati incrociati con gatti normali, la loro progenie è risultata divisa nei seguenti
quattro fenotipi:
79 con pelo ispido,
103 normali,
95 con pelo ispido e coda mozza,
75 con coda mozza.
(a) Si determinino i genotipi dei genitori;
(b)Calcolare la frequenza di ricombinazione fra Cm e I.

Parentali
I Cm
i cm
I cm
i Cm
Ricombinanti
liscio
Coda mozza
(IiCmcm)
ispido
Coda mozza
i cm i cm
Parentali
(iicmcm)
liscio Coda normale
(iiCmcm) (IiCmcm) (iicmcm) (Iicmcm)
i cm
Pelo ISPIDO (I) > (i) liscio
Coda MOZZA (Cm) > (cm) normale
ispido
Coda mozza
I Cm
liscio
Coda normale
i Cm
i cm
i cm
ispido
Coda normale
103 95 75 79
Freq di ric=
75+79
75+79+103+95
I cm
i cm i cm
Ricombinanti
= 0,44

Problema 3.
Consideriamo i dati di un reincrocio tra piantine di fragole. Nelle fragole, v è una
mutazione autosomica recessiva che determina la forma del allungata del frutto, e g è
una mutazione autosomica recessiva che ne determina il colore giallo della polpa. Le
fragole selvatiche hanno la polpa rossa e forma arrotondata. Linee pure di fragole a
frutto allungato e polpa rossa (v/v e g+/g+) furono incrociate con fragole a corpo
arrotondato e polpa gialla ((v+/v+ e g/g). Piantine della F1 con frutto arrotondato a
polpa rossa furono incrociate con piantine a polpa gialla e frutto allungato. I risultato
su un totale di 3236 piantine presenta:
283 con frutto rosso, arrotondato
1294 con frutto rosso, allungato
1418 con frutto giallo, arrotondato
241 con frutto giallo, allungato
(a) Verificare se i geni segregano indipendentemente.
(cm) Calcolare l’unità di mappa che distanzia i due geni.

a) Per verificare se i due geni segregano indipendentemente bisogna
o calcolare il Χ 2
Freq attese = 241+283+1294+1418 = 809 per fenotipo
4
(809-241) 2 (809-283) 2 (809-1294) 2 (809-1418) 2
Χ
809 809 809 809
2 = + + + = 1400
df = 4-1 = 3
Devo rifiutare l’ipotesi nulla quindi non segregano indipendentemente
O calcolare la distanza di mappa e verificare che non sia uguale a 50 cM
b) Distanza fra i due loci
283 frutto rosso, arrotondato 1294 frutto rosso, allungato
241 frutto giallo, allungato 1418 frutto giallo, arrotondato
Ricombinanti
Parentali
241+283
Dist di mappa = x 100 = 16,2 cM
241+283+1294+1418

Problema 4.
Negli studenti del primo anno di Biologia sono stati identificati due geni
mutanti dominanti che determinano i caratteri repulsione allo studio della
genetica (Rg) e voglia di andare al mare (M). La classe è risultata divisa nei
seguenti quattro fenotipi:
74 repulsione allo studio, voglia di andare al mare
14 repulsione allo studio, nessuna voglia di andare al mare
13 propensione allo studio, voglia di andare al mare
79 propensione allo studio, nessuna voglia di andare al mare
Considerato che per ogni ragazzo uno dei due genitori presenta genotipo
eterozigote per entrambi i geni e l’altro è omozigote recessivo per entrambe
i geni:
(a) si determinino i parentali;
(b) si calcoli la distanza di mappa fra Rg e M.

Parentali
Rg M
rg m
Rg m
rg M
Ricombinanti
Repulsione studio (Rg) > (rg) propensione
Voglia di Mare (M) > (m) no mare
(Rgrg Mm) (rgrg mm)
(RgrgMm) (rgrgmm) (Rgrg mm) (rgrg Mm)
Repulsione
Voglia mare
Rg M
rg m
Repulsione
Voglia mare
Parentali
propensione
no mare
rg m
rg m
propensione
no mare
Repulsione
no mare
Rg m
rg m
Ricombinanti
rg m
rg m
propensione
voglia mare
74 79 14 13
rg M
rg m
Dist di mappa = x 100 = 15 cM
14+13
74+79+14+13

LEZIONE 7
Incrocio a tre punti

Problema 1. Nella pianta di cacao tre geni recessivi, associati sul medesimo
cromosoma, codificano per il colore dei semi bianchi (w) o violetti (W), fiori
bianco-rosei (sc) o scarlatti (Sc) e per il colore de frutto giallo (v) o verde
(V). Una pianta di cacao omozigote per tutti e tre gli alleli recessivi è
incrociata con una pianta omozigote per tutti gli alleli dominanti. La F1
risultante è in seguito reincrociata con una pianta omozigote per gli alleli
recessivi in un incrocio di controllo a tre punti, da cui si ottiene la seguente
progenie:
w sc V 87
W Sc v 94
W Sc V 3479
w sc v 3478
W sc V 1515
w Sc v 1531
w Sc V 292
W sc v 280
_____________________________
totale 10756
a) Determinare l’ordine dei geni sui cromosomi.
b) Calcolate le distanze di mappa tra i diversi geni.
c) Calcolate se esiste interferenza.

Incrocio a tre punti
Prima di tutto identificare quali sono i parentali e quali i doppi ricombinanti
Questo serve a capire l’ordine dei geni!
Doppi ricombinanti
Meno frequenti
Parentali
Più frequenti
w sc V 87
W Sc v 94
W Sc V 3479
w sc v 3478
W sc V 1515
w Sc v 1531
w Sc V 292
W sc v 280
Gene centrale
W V Sc
w v sc

Stabilito qual è l’ordine dei geni si può calcolare la distanza di mappa:
W V Sc
w v sc
Tra W e V
Dove la distanza di mappa si esprime con la frequenza di ricombinazione
dei ricombinanti W v sc 280
w V Sc 292
dei doppi ricombinanti W v Sc 94
w V sc 87
753
Distanza di mappa
ric 1°reg + d ric
= F (ric) x100 = x100 = 753
Prima regione
x 100 = 7 %
totale
10756

Calcolata la distanza tra W e v si procede a calcolare la distanza:
W
7 cM
V Sc
w v sc
Tra V e Sc
Dove la distanza di mappa si esprime con la frequenza di ricombinazione
dei ricombinanti W V sc 1515
w v Sc 1531
dei doppi ricombinanti W v Sc 94
w V sc 87
3227
Distanza di mappa
= F (ric) x100 =
ric 2°reg + d ric
x100 =
3227
Seconda regione
x 100 = 30 %
totale
10756

Stabilito qual è la distanza di mappa fra i tre geni
Ora si può valutare quale sia l’INTERFERENZA DI CROSSING-OVER.
Prima si calcola il
W
7 cM
V
30 cM
Sc
w v sc
Coefficiente di coincidenza:
Frequenza attesa
del doppio
ricombinante
Probabilità che possa
avvenire un Crossing over
in questa prima regione
Frequenza dei doppi ricombinanti
Distanza di mappa
Prima regione
100
Distanza di mappa
seconda regione
100
Probabilità che possa
avvenire un Crossing over
in questa seconda regione

Interferenza
F (ric. oss)=
94+87
= 0,017
10756
Coeff. di coinc = = 0,8
F (ric. att)= 0,07 X 0.30 = 0,021
INTERFERENZA = 1 - Coeff. di coinc. = 1- 0,8 = 0,2
CHE SIGNIFICA CHE C’E’ UN 20% DI INTERFERENZA
Viene da sé che se il Coeff di coincidenza è uguale a 1
Allora non c’è interferenza
Per cui meno coincidono i valori osservato rispetto agli attesi
Più importante sarà l’interferenza tra i crossing-over

Problema 2.
Nei pinguini il carattere guancia e gola neri (B) è dominante sul colore bianco (b), sullo
stesso cromosoma sono presenti i l carattere doppia banda pettorale (A) dominante
sulla colorazione omogenea (a) e il carattere piumaggio blu-grigio (c) recessivo rispetto
al colore nero (C).
Dall’incrocio di individui a piumaggio blu-grigio, pettorale di colore omogeneo e guancia
e gola bianchi con individui eterozigoti a piumaggio nero, pettorale con doppia banda
bianco nera e guancia e gola neri è risultata la seguente progenie:
fenotipo progenie N. Individui
ABC 70
abc 70
abC 310
ABc 310
AbC 100
aBc 100
Abc 20
aBC 20
_______________________________________
Totale 1000
Determinate il genotipo degli individui incrociati;l’ordine dei geni, le rispettive distanze, e
il coefficiente di interferenza.

Abc 310
abC 310
AB =
BC =
Abc 20
aBC 20
parentali Doppi ricomb
20+20+100+100
1000
20+20+70+70
1000
x100 = 24 cM
x100 = 18 cM
AbC 100
aBc 100
ABC 70
abc 70
Ricomb 1° R Ricomb 2° R
24 cM
18 cM
A B C
F (ric. oss)= 20+20 = 0,04
1000
Interferenza = 1- = 0,074
F (ric. att)= 24 X 18 = 0,0432
100 100

Problema 3.
Reincrocio di un quadruplo eterozigote con il parentale recessivo. E’ noto l’ordine dei geni.
Si osservano:
Non ricombinanti 486 Stimare le distanze di mappa
Ricombinanti in I regione 61
Ricombinanti in II regione 143
Ricombinanti in III regione 226
Ricombinanti in I e II regione 10
Ricombinanti in I e III regione 45
Ricombinanti in II e III regione 27
Ricombinanti in I, II e III regione 2
Totale 1000
Stimare l’interferenza.
AB =
BC =
CD =
61+10+45+2
1000
143+10+27+2
1000
226+45+27+2
1000
11,8 cM
18,2 cM 30 cM
A B C
F (3 ric. oss)= 2 = 0,002
1000
Interferenza = 1- = 0,7
F (ric. att)= 11,8 x 18,2 x 30 = 0,0432
100 100 100
x100 = 11,8 cM
x100 = 18,2 cM
x100 = 30 cM
D

Problema. 4.
Data una distanza di mappa A-B =10 e B-C = 20:
A B C
10 cM 20 cM
a) Data una percentuale di doppi ricombinanti pari a 1.6% che valore ha l’interferenza?
F (ric. oss)= 1,6 = 0,016
Interferenza = 1- 100
= 0,2
10 20
F (ric. att)= X = 0,02
100 100
b) Dato un valore di 40% di interferenza quanti sono i doppi ricombinanti?
E quanto è la percentuale dei parentali?
F (ric. oss) = ?
Interferenza = 1- = 40 = 0,4
10 x 20 100
100 100
x
- = -1 + 0,04 x = 0,06 x 0,02 x = 1,2
0,02
% Parentali = 100 - ric 1° - ric 2° - D ric
1 – = 0,04
x
0,02
Ric Oss = 1,2 %
100 - ric 1°reg + 1,2
x100 = 10 -
ric 2°reg + 1,2 x100 = 20 - 1,2 = 71,2 %
100
100

E
Problema. 5.
Dato il seguente schema di distanze di mappa. Disegnare l’ordine dei geni.
B C D E F
A 25 1 19 7 20
B 26 6 32 5
C 20 6 21
D 26 1
E 27
C
1 cM
A 25 cM
B
A 26 cM B
C 20 cM A 19 cM D 6 cM B
6 cM
C 7 cM A 26 cM D
B
32 cM
1 cM 5 cM
E C A 20 cM D F B
27 cM 21 cM