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1 Mapeamento gênico e Teste de três pontos Angela Ikeda 08/11/2018 A frequência de permuta é influenciada pela distância entre os genes. Isto é, existe correlação positiva entre a distância de dois genes e a frequência de recombinação entre eles. Utilizando o critério acima os geneticistas podem estabelecer a distância entre os genes e assim construir um mapa genético, isto é, um diagrama no qual são representados os genes com suas respectivas posições no cromossomo. Frequência de recombinação 2 3 Mapeamento Gênico MAPA DE LIGAÇÃO: é o mapa dos genes pertencentes ao mesmo cromossomo, ou seja, mapa dos genes ligados. Os mapas de ligação são lineares, isto é, todos os genes de um dado grupo de ligação podem ser mapeados em um arranjo linear. Primeiro mapa cromossômico em Drosophila (1913) 4 5 Número de CROMOSSOMOS x Número de GENES 1 cromossomomuitos genes Genes ligados 6 7 Usado número de crossings estimado pelo número de quiasmas ou cromossomos recombinantes observados Mapeamento Gênico 8 Crossing over : evidência física da recombinação A B C a b c A B C A B C a b c a b c A B C A B C A B C b c a a b c A B C a b c b c a RRI I A B A B C A B C A B C CCa b a b c a b c a b cII A B c a b c a b c RRII A B C B A Cb A Cb a cB a c I II DR Mapeamento com 3 genes ligados 9 • Dados de cruzamentos testes envolvendo três genes – Ordem relativa dos genes – Cálculo das distâncias entre genes – Coeficientes de Interferência e Coincidência Mapeamento de três pontos 10 Ex p er im en to d e B ri d ge s e O lb ry ch t F2 11 F2 12 Ordem Relativa do Genes 13 • 2 classes mais abundantes (parentais): – sc ec cv (1.158 indivíduos) – sc+ ec+ cv+ (1.455 indivíduos) • 2 classes mais raras (recombinação dupla): – sc ec+ cv (1 indivíduo) – sc+ ec cv+ (1 indivíduo) Ordem Relativa do Genes sc – ec – cv 14 Fenótipos Genótipo Freq obs Classes Normal ABC 235 Brilhante, estéril Abc 62 Estéril ABc 40 Estéril, virescente aBc 4 Brilhante, estéril, virescente abc 270 brilhante AbC 7 Brilhante, virescente abC 48 virescente aBC 60 TOTAL 726 Exercício Num cruzamento de milho foram utilizados 3 caracteres: aa plântulas virescentes; bb plântulas brilhantes; cc planta ♂ estéril. Determine a ordem dos genes e as classes de gametas: 15 Fenótipos Genótipo Freq obs Classes Normal ABC 235 Parental Brilhante, estéril Abc 62 Recombinantes na Região I Estéril ABc 40 Recombinantes na Região II Estéril, virescente aBc 4 Duplo Recombinante Brilhante, estéril, virescente abc 270 Parental brilhante AbC 7 Duplo recombinante Brilhante, virescente abC 48 Recombinantes na Região II virescente aBC 60 Recombinantes na Região I TOTAL 726 ORDEM: gene a (cor) – gene b (brilho) – gene c (esterilidade) Resposta exercício 16 17 Distância entre os genes adjacentes n° de Recombinantes na Região I + n° de Duplo Recombinantes FRRI = x 100 número Total de Descendentes Cálculo da distância entre genes 18 163 + 130 + 1 + 1 Freq sc-ec = x 100 = 9,1 cM 3248 19 Distância entre os genes adjacentes n° de Recombinantes na Região II + n° de Duplo Recombinantes FRRII = x 100 número Total de Descendentes Cálculo da distância entre genes 20 192 + 148 + 1 + 1 Freq ec-cv = x 100 = 10,5 cM 3248 Cálculo da distância entre genes Recombinantes Região I Recombinantes Região II 21 163 + 130 + 1 + 1 + 192 + 148 + 1 + 1 Freq sc-cv = x 100 = 19,6 cM 3248 22 Mapa de Bridges e Olbrycht Fenótipos Genótipo Freq obs Classes Normal ABC 235 Parental Brilhante, estéril Abc 62 Recombinantes na Região I Estéril ABc 40 Recombinantes na Região II Estéril, virescente aBc 4 Duplo Recombinante Brilhante, estéril, virescente abc 270 Parental brilhante AbC 7 Duplo recombinante Brilhante, virescente abC 48 Recombinantes na Região II virescente aBC 60 Recombinantes na Região I TOTAL 726 Calcule as distâncias relativas das regiões I e II e construa o mapa gênico: Exercício 23 Estimativa da Distância na Região I: Consideremos os Recombinantes da Região I + os Duplos Recombinantes 62Abc + 60aBC + 7AbC + 4aBc FRRI = --------------------------------------------- X 100 = 18,32% ou 18,32 cM 726 Estimativa da Distância na Região II: Consideremos os Recombinantes da Região II + os Duplos Recombinantes 40ABc + 48abC + 7AbC + 4aBc FRRI = --------------------------------------------- X 100 = 13,64% ou 13,64 cM 726 18,32 13,64 A B C Resposta exercício 24 Estimativa da Distância entre a – b: 18,32 cM Estimativa da Distância entre b – c: 13,64 cM Estimativa da Distância entre a – c: 62Ac + 40Ac + 60aC + 48aC FR(b – c) = ------------------------------------------ X 100 = 28,93% ou 28,93 cM 726 O QUE FALTOU? Na distância entre os extremos (a – c) quando utiliza-se apenas duas mutações, não são somados os duplos recombinantes, portanto => 7 + 4 + 7 + 4/726 X 100 = 3,03 3,03 + 28,93 = 31,96 Resposta exercício 31,96 25 Em aves existe um grupo de genes ligados, associados a características comportamentais: A agressividade e a submissão; B cuidado parental curto e b cuidado parental longo; C monogamia estrita e c monogamia frouxa. O cruzamento ABC/abc x abc/abc gerou a seguinte prole: a) Represente os genótipos correspondentes a cada fenótipo da prole. b) Quais são os parentais e duplo-recombinantes? c) Qual é a ordem dos genes A, B e C? d) Quais são simples recombinantes da primeira e da segunda região? e) Construa o mapa gênico, indicando as distâncias em centiMorgans. Fenótipo N Agressivo, curto, estrita 450 Submisso, longo, frouxa 430 Agressivo, longo, estrita 26 Submisso, curto, frouxa 24 Agressivo, curto, frouxa 32 Submisso, longo, estrita 33 Agressivo, longo, frouxa 03 Submisso, curto, estrita 02 Total 1000 Exercício 26 • Uma permuta pode interferir na ocorrência de uma outra permuta no mesmo cromossomo; • Se a interferência (I) for alta, significa que as permutas estão próximas. 27 Coeficiente de Interferência Interferência = 1 – CC • A intensidade da interferência é medida pelo coeficiente de coincidência (CC) 28 Coeficiente de Coincidência CC = Freq. Duplo Recombinantes Observados Freq. Duplo Recombinantes Esperados Duplo Recombinantes 29 30 Frequência Duplo Recombinantes Observados n° de Duplo Recombinantes Observados F DR Obs = x 100 número Total de Descendentes 1 + 1 Frequência de Duplo Recombinantes Observados = x 100 = 0,061 3248 Recombinantes Região I Recombinantes Região II 31 Duplo Recombinantes 32 Frequência Duplo Recombinantes Esperados 9,1 x 10,5 Freq. de Duplo Recomb. Esperados = = 0,95 100 Distância RI x distância RII F DR Esp = 100 33 Coeficiente de Coincidência CC = 0,061 0,95 CC = 0,064 CC = Freq. DR Obs Freq. DR Esp Frequência de Duplo Recombinantes Observados = 0,061 Frequência de Duplo Recombinantes Esperados = 0,95 34 Interferência CC = 0,064 I = 1 – 0,064 I = 0,936 Interferência = 1 – CC Interferência muito forte! Fenótipos Genótipo Freq obs Classes Normal ABC 235 Parental Brilhante, estéril Abc 62 Recombinantes na Região I Estéril ABc 40 Recombinantes na Região II Estéril, virescente aBc 4 Duplo Recombinante Brilhante, estéril, virescente abc 270 Parental brilhante AbC 7 Duplo recombinante Brilhante, virescente abC 48 Recombinantes na Região II virescente aBC 60 Recombinantes na Região I TOTAL 726 Calcule o coeficiente de coincidência e de interferência: Exercício 35 Estimativa da Distância entre a – b: 18,32 cM Estimativa da Distância entre b – c: 13,64 cM Resposta exercício 36 n° de duplo recombinantes observados FDRO = ----------------------------------------------------- X 100 n° total de descendentes 11 FDRO = ------ X 100 = 1,52 726 distância da RI x distância da RII FDRE = ----------------------------------------------- 100 18,3 X 13,6 FDRE = ----------------- = 2,48 100 FDRO CC = ---------- FDRE 1,52 CC = ----------= 0,61 2,48 I = 1 - CC I = 0,39 ou 39% I = 1 – 0,61 No estádio de plântula, uma planta de milho homozigota para todos os alelos recessivos apresenta fenótipo folhas brilhantes, virescente e sem língula. Essa planta foi cruzada com outra heterozigota para as três características produzindo a seguinte proporção de descendentes: Exercício 37 Fenótipos Número de Descendentes Folhas sem brilho, verde, com língula 250 Folhas sem brilho, verde, sem língula 179 Folhas sem brilho, virescente, com língula 28 Folhas sem brilho, virescente, sem língula 69 Folhas brilhantes, verde, com língula 70 Folhas brilhantes, verde, sem língula 23 Folhas brilhantes, virescente, com língula 163 Folhas brilhantes, virescente, sem língula 218 Total 1000 a) Determine a ordem e construa o mapa dos genes. b) Calcule o coeficiente de coincidência e a interferência. Exercícios 38 Classe Fenotípica Número de indivíduos Amarelo, curtas, miniatura 30 Selvagem 33 Amarelo 10 Curtas, miniatura 12 Miniatura 8 Amarelo, curtas 5 Amarelo, miniatura 1 Curtas 1 Total 100 Fêmeas de Drosophila heterozigotas para três marcadores recessivos ligados ao X: a = corpo amarelo, b = asas curtas e c = asas miniatura. Seus alelos dominantes produzem o fenótipo tipo selvagem (wild-type). Essas fêmeas foram cruzadas com machos recessivos para os três genes e foi obtida a seguinte prole: 1. Que classes são tipos parentais? 2. Que classes representam crossings duplos? 3. Qual é a ordem dos genes? 4. Qual a fase de ligação das fêmeas heterozigotas? 5. Determine a distância entre os genes e desenhe o mapa correspondente. 6. Calcule a interferência e a coincidência. Exercícios 39 No cromossomo 3 do milho ocorrem três genes conforme o seguinte mapa genético: Quais as proporções genotípicas esperadas a partir do cruzamento: Cr1 d1 a/cr1 D1 AX cr1 d1 a/cr1 d1 a Exercícios 40 Em tomate os seguintes genes estão no cromossomo 2: _________m__________________d______________p_______ 17 21,5 26 m = folha manchada d = planta anã p = fruto piloso Do cruzamento MDP/MDP x mdp/mdp, qual a porcentagem de F2 para os indivíduos puros e de fenótipo: 1. Folhas verdes, planta alta, fruto liso? 2. Folhas verdes, planta anã, fruto liso? 3. Quais seriam suas respostas se o F1 fosse mDP/Mdp? Aula ReMendel 2017/2 – Profa Dra. Vanessa Kava Capítulo 7: SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de genética. 4 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 41 Referências 42 OBRIGADA ! aikeda@ufpr.br