Esame Genetica

Esempi di domande sulla genetica

• Per geni associati ad una distanza di mappanota possiamo prevedere la progenie che sigenererà dagli incroci?
• Se i loci a e b sono distanti 40 cM, e unindividuo AABB viene incrociato con unindividuo aabb; quali gameti produrranno gliindividui della F1, e in quali proporzioni?
• Quali classi fenotipiche e in qualipercentuali sono attese nella generazione F2assumendo dominanza completa perambedue i geni? 40% R e 60% P.
• Se l’incrocio iniziale fosse AAbb x aaBB.Quali proporzioni di gameti emergerebberodalla F1. Quale sarebbe il risultato della F2?Sempre 40% R e 60% P.

Ora passiamo alla mappatura dei geni mediante incroci a 2 punti. Quando facciamo degliincroci e consideriamo 2 caratteri alla volta (sopra vediamo yw, wv e cosi via) li adiamo acontare in base alle frequenze dei ricombinanti che si vengono ad individuare e li segnamorispetto a queste frequenze di ricombinazione in cui ritroviamo i geni insieme. Per cui vediamo,ad esempio, yw come

frequenza di ricombinazione 1,1, questo rappresenta una distanza di mappa; yw abbiamo 33,1 distanza di mappa e cosi via. Quindi se vogliamo capire la distanza di mappa in base alla frequenza di ricombinazione dobbiamo riportare i valori della frequenza di ricombinazione su una retta lineare che può rappresentare la distanza di questi geni. Facendo un calcolo approssimativo di tutte le distanze possiamo fare una sorta di additività e creare tutte le distanze dei geni in base agli incroci e alle frequenze di ricombinazione che abbiamo individuato fra i geni. Mettendo insieme tutti i dati, dal più piccolo al più grande, riusciamo a stabilire una mappa. Individuate tutte le possibili posizioni in questo caso, quello che sembra essere è che facendo una somma di tutte le distanze effettivamente mi trovo 55 um, anche se la distanza yr non sarà mai 55 perché il massimo della frequenza che posso osservare sarà sempre 50, e quella calcolata.

precedentemente era di 42,9; quindi è esatta la somma fatta o ladistanza stabilità precedentemente (di 42,9)? Queste misure sono approssimative per cuiutilizzando dei marcatori intermedi possiamo essere più precisi. Limite degli incroci a 2 punti:

• difficile determinare l'ordine dei geni, es. distanza tra y ed m (esperimento su un gran numero di campioni);
• le distanze effettive non sono realmente additive (es. distanza additiva tra y ed r = 55,0 (nona 42,9);
• gli incroci a 3 punti possono aiutarci nel calcolo (intermedi / terzo marcatore).

Abbiamo una frequenza di individui, dove le classi parentali sono più abbondanti, poi abbiamo le classi ricombinanti dove abbiamo una classe in cui è avvenuto un evento di doppio crossing-over (perché stiamo trattando 3 geni diversi).

Se mi vado a misurare, in base ai ricombinanti, le distanze di mappa tra questi geni, mi dovrò calcolare sempre il numero di ricombinanti sul totale

della progenie, il tutto per 100 per sapere la distanza di mappa.

Come facciamo a capire che vg, b e pr sono disposti in questo ordine? Non lo sappiamo effettivamente, sappiamo solo che si trovano a una certa distanza di mappa ma non l'ordine.

Come facciamo a capirlo? Vediamo le classi più abbondanti, cioè le parentali, e cerchiamo di capire quale il gene centrale che vediamo negli eventi di doppi crossing-over (nell'incrocio a 3 punti vengono considerati anche i doppi crossing-over), che sono eventi rari (in numero inferiore). In questa classe di ricombinanti possiamo notare una cosa: vg e b, che sono iparentali, hanno scambiato solo un gene, che è pr. Quindi mettiamo pr al centro, vg a sinistra e b a destra e ci andiamo a calcolare le distanze di mappa, e dobbiamo tenere conto dei ricombinanti. Se vogliamo essere più precisi, la distanza effettiva tra vg e b dovremmo tener conto del doppio crossing-over (prima non tenevamo conto di questo fenomeno).

questomodo avremo l'effettivo distanza fra i geni. La discrepanza della somma diversa rispetto alladistanza calcolata predentemente è dovuta alla presenza dei doppi crossing-over. Questoproblema si propone ogni volta che si tengono conto gli incroci a due punti, in quando nontengono conto dei doppi eventi di crossing-over. Per una mappa più accurata è necessariotener conto di più geni a brevi distanze. La distanza minima per i crossing-over doppi varierà fra specie diverse. In Drosophila, crossing-over doppi non si verificano all'interno di una distanza che varia dalle 10 alle 12 unità dimappa. All' interno di questa distanza minima la percentuale di ricombinazione è equivalentealla distanza di mappa. Oltre questa distanza minima, il rapporto tra percentuale diricombinazione e distanza di mappa diventa non lineare (abbiamo una curva, asintoto). La veradistanza di mappa sarà così valutata per difetto, conoscendo la percentuale di.

ricombinazione; con grandi distanze le due variabili diventeranno virtualmente indipendenti l' una dall'altra. Schema di quello che abbiamo detto fino ad ora sull' incrocio a 3 punti. Se i geni che distano 50 um danno il 50% di ricombinanti e questo equivale al risultato della legge dell' assortimento indipendente di Mendel; a questo punto come possiamo mappare geni che distano più di 50 um? Basta usare il marcatore centrale. Il verificarsi di crossing-over multipli può causare dei problemi. Questo è il caso in cui abbiamo 2 geni che sono molto distanti (come A e B in questo caso), non rientreranno in 50 um, e vogliamo misurare la loro distanza ( Ricorda: se la distanza supera il 50 um non potremmo mai vedere più di 50 ricombinanti, la frequenza di ricombinazione sarà sempre 50, anche se i geni sono lontani). Quando abbiamo un crossing-over di marcatori che sono molto lontani possiamo vedere, come nel caso a sinistra in alto, se c'è

stato un crossing-over nelle regioni esterne, alla fine vedremo tutti parentali; oppure un doppio crossing-over, e anche in questo caso vedremo tutti parentali -> avviene uno scambio di “pezzi” in cui non abbiamo il marcatore e quindi non potrò vedere se c'è stato o no il crossing-over (sottostimare quelli che sono i fenomeni dei doppi crossing-over). Nell'immagine di destra vediamo come il doppio crossing-over non avviene solo tra 2 filamenti, ma anche a 3 e 4 filamenti. (ESEMPIO) Due individui CCDD e ccdd sono stati incrociati e la generazione F1 è stata incrociata con i genitori ccdd. Da quest'ultimo test cross sono stati prodotti 903 individui CcDd, 897 ccdd, 98 Ccdd e 102 ccDd.

• Quanto distano i loci c e d?
• Quale progenie e con quale frequenza ci si aspetterebbe da un test cross con ccdd della generazione F1, ottenuta da un incrocio CCdd x cc DD.
• E dalla loro autofecondazione?

LEZIONE 13 Ricapitolando: come sappiamo ad un certo punto loscopo dei genetisti è stato quello di individuare la posizione dei geni sui cromosomi, tuttavia non avevano la possibilità di sequenziare come noi oggi infatti sappiamo che la mappa fisica è la distanza che intercorre tra i vari nucleotidi, quindi a livello nucleotidico, tra un gene e un altro. Mentre loro, attraverso i loro esperimenti, guardando la progenie che veniva fuori da un incrocio e facevano dei calcoli di probabilità di frequenze di ricombinanti per poter poi risalire alle distanze tra i geni. Quindi quello che facevano erano delle mappe geniche che si discostano lievemente da quelle fisiche perché con mappa fisica intendo la posizione precisa del gene sul cromosoma mentre quella genetica, non è che non sia corrispondente, però può essere approssimativa perché stiamo facendo dei calcoli con frequenze di ricombinazione, cioè di probabilità. Si fanno calcoli sui ricombinanti perché il numero dei fenotipi.

risultanti da una ricombinazione non è più pari aquella dei parentali allora iniziamo a pensare che siamo di fronte a 2 geni associati sulcromosoma. Inoltre abbiamo già detto che c'è un limite a questo calcolo: per geni che sitrovano a una distanza inferiore al 50% posso considerare di fare uno studio sulla frequenzadei ricombinanti, quando i geni superano questa distanza non è più confidente la mappagenica a una distanza cosi grande. Ora iniziamo a sottostimare quelli che sono i fenomeni deidoppi crossing-over, cioè che si verificano quando inizia ad aumentare la distanza tra i geni.Sappiamo che la ricombinazione dei geni associati avviene attraverso il crossing-over, chepossono essere singoli o doppi e a 2, 3 o 4 filamenti. Quindi quando abbiamo 2 geni A e B chesono molto lontani, più di 50 um, finché c'è un singolo crossing-over avrò 2 ricombinanti e 2parentali da questa meiosi, mentre nel caso di doppio

ricombinanti ci permette di determinare la frequenza di crossing-over. Per esempio, se abbiamo un marcatore centrale e tre geni A, B e C, possiamo osservare quattro tipi di combinazioni: AB-C, AC-B, BC-A e ABC. Se la frequenza di crossing-over tra A e B è del 10% e tra B e C è del 20%, possiamo calcolare la frequenza di crossing-over tra A e C utilizzando il marcatore centrale. Supponiamo che il marcatore centrale sia presente nel 50% dei casi. Se osserviamo il fenotipo AB-C nel 40% dei casi, possiamo dedurre che il 20% (metà di 40%) rappresenta la frequenza di crossing-over tra A e C. Allo stesso modo, se osserviamo il fenotipo AC-B nel 30% dei casi, possiamo dedurre che il 15% (metà di 30%) rappresenta la frequenza di crossing-over tra A e C. In conclusione, l'utilizzo di un marcatore centrale ci permette di determinare la frequenza di crossing-over tra geni che non sono direttamente collegati, fornendoci una migliore comprensione della ricombinazione genetica.genitori e delle classi di progenie derivanti dal crossing-over. Il crossing-over doppio consente di stabilire la posizione del gene centrale e di conseguenza l'ordine dei geni sul cromosoma. I fenotipi della progenie del reincrocio corrispondono agli aplotipi dei gameti del tribrido; per aplotipo (dal greco = unico) si intende una serie di alleli che si trovano in loci associati su un singolo cromosoma. ANALISI DEL TRIIBRIDO: grazie al triibrido siamo in grado di stabilire la precisa localizzazione dei geni sul cromosoma rispetto a un diibrido dove possiamo incorrere nel problema che i 2 geni sono troppo distanti, quindi ci serve un marcatore centrale. Come si stabilisce l'ordine dei geni? 1. Determinare la posizione degli alleli nei genitori ed esaminando le classi parentali (quelle che mostrano frequenza più alta). 2. Identificare le classi di progenie derivanti da doppi crossing over (quelle che mostrano frequenza più bassa). 3. Stabilire l'ordine dei geni sul cromosoma in base alla disposizione degli alleli nelle classi dei genitori e delle classi di progenie derivanti dal crossing-over.o spiegare cos'è il crossing over. Il crossing over è un processo che avviene durante la divisione cellulare, in particolare durante la fase della meiosi. Durante il crossing over, i segmenti di DNA omologhi si scambiano reciprocamente, creando una ricombinazione genetica. Il doppio crossing over si verifica quando avviene un secondo evento di crossing over tra gli stessi segmenti di DNA durante la meiosi. Questo può portare a una maggiore varietà genetica rispetto al singolo crossing over. Per comprendere meglio l'effetto del doppio crossing over, è utile confrontarlo con i genitori. I genitori sono gli individui che hanno fornito i geni per la formazione di un individuo. Nel caso del crossing over singolo, i genitori avranno combinato i loro geni attraverso un singolo evento di crossing over. Nel caso del doppio crossing over, invece, i geni dei genitori si sono combinati attraverso due eventi di crossing over. In conclusione, il doppio crossing over può portare a una maggiore varietà genetica rispetto al singolo crossing over, poiché comporta due eventi di ricombinazione genetica.