Ligação Gênica e Mapas Genéticos

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Ligação gênica: segregação 
dependente
Bruna Mayumi Sugita
Doutoranda PPG-GEN
brunasugita@gmail.com
AU04
Leis de Mendel (1865)
• Primeira Lei de Mendel
Cada característica é determinada por um par de fatores que 
se segrega durante a gametogênese.
P.G.= 1:2:1
• Segunda Lei de Mendel
Os alelos de diferentes pares segregam-se 
independentemente e combinam-se aleatoriamente durante a 
gametogênese
P.G.= 1:2:1:2:4:2:1:2:1
P.F.= 9:3:3:1
• Bateson, Saunders & Punnet
(1905)
– Detectaram um desvio 
significativo da P.F. de 9:3:3:1 
do cruzamento diíbrido 
• Morgan (1911)
– Quando dois genes estão 
próximos em um mesmo 
cromossomo, eles não 
segregam independentemente.
SEGREGAÇÃO DEPENDENTE
• Se as características estudadas por Mendel fossem 
controladas por genes próximos no mesmo 
cromossomo, ele não encontraria a PF de 9:3:3:1.
– Genes Sintênicos: encontram-se no mesmo 
cromossomo
– Genes Ligados: mais do que 50% dos gametas 
produzidos apresentam combinações parentais dos 
marcadores, e menos de 50% apresentam 
recombinações dos marcadores
Ligação Gênica
• Os genes localizados próximos no mesmo 
cromossomo tendem a permanecer unidos durante 
a gametogênese, sendo herdados “em bloco”.
• A Frequência de Recombinação é proporcional à 
distância entre os genes ao longo dos 
cromossomos.
• Vamos considerar:
– 2 genes autossômicos com 2 alelos cada: A e a, B e b;
– Para cada um dos genes há dominância completa: A>a, 
B>b;
– Não envolve epistasia (cada gene atua sobre uma 
característica distinta da outra)
Genes em cromossomos diferentes
Por ser segregação independente, a 
combinação entre os alelos é 
aleatória = 1:1:1:1
50% Parental
50% Recombinante
Genes no mesmo cromossomo
Quando há ligação entre os genes, 
a recombinação ocorre em menor 
porcentagem
= não é 1:1:1:1
> 50% Parental
< 50% Recombinante
Recombinação
• Ocorre durante o pareamento
dos homólogos: formam
quiasmas na Prófase I da 
meiose
• Troca de segmentos
Crossing over, Permuta ou Recombinação
A recombinação ocorre ao acaso e pode ocorrer em outros locais que
não entre os genes que estamos analisando.
Fases dos Genes
• Atração ou Cis
– As formas selvagens dos alelos se encontram em um 
cromossomo, e as formas mutantes em outro cromossomo
• Repulsão ou Trans
– As formas mutantes e selvagens se encontram no mesmo 
cromossomo
 A B A b 
 
 a b a B 
 
Arranjo em Cis ou Arranjo em Trans ou 
Acoplamento Repulsão 
Frequência de Recombinação
• No Cruzamento Teste:
FR= no de recombinantes x 100 (cM ou %)
total de descendentes
• Na F2:
Z= no de Recomb1 x no de Recomb2
no de Parent1 x no de Parent2
*O valor de Z é tabelado e indica o FR correspondente
• A frequência de recombinação é influenciada pela 
distância entre genes
1cM = 1% de recombinação
• Estabelecendo a distância entre os genes é 
possível desenhar o Mapa Gênico.
• Mapas Gênicos são diagramas no quais são 
representados os genes em suas respectivas 
posições no cromossomo.
• Mapas de Ligação são mapas que representam 
genes ligados (um único cromossomo). São 
lineares, isto é, todos os genes de um dado grupo 
podem ser mapeados em um arranjo linear.
Experimento de Bridges e Olbrycht
• Fêmeas homozigotas para três utações recessivas 
ligadas ao cromossomo X:
– Cerdas scute (sc)
– Olhos echinus (ec)
– Asas crossveinless (cv)
• Machos tipo selvagem
F2
F2
Construindo o Mapa Gênico
• Primeiro Passo: Ordem Relativa dos Genes
• Segundo Passo: Cálculo da Distância dos Genes
• Interferência
• Coincidência
Ordem Relativa dos Genes
• Determinar quais são os tipos Parentais, 
Recombinantes Simples e Duplo Recombinantes
– Parentais: apresentam maior frequência
– Recombinantes: apresentam menor frequência
• Três possíveis ordens
sc – ec – cv
ec – sc – cv
ec – cv - sc
As pontas direita e esquerda no cromossomo não podem ser
distinguidas
• Seis classes recombinantes em F2:
– Quatro Recombinantes Simples: um único crossing
– Duas Duplo Recombinantes: dois crossings
Ordem relativa dos genes
Classes raras: 
– sc ec+ cv (1)
– sc+ ec cv+ (1)
Comparando com os parentais:
– sc ec cv (1.158)
– sc+ ec+ cv+ (1.455)
sc – ec - cv
Cálculo das Distâncias entre genes
• Número médio de crossings em cada região
cromossômica
• Identificar classes recombinantes:
– RRI
– RRII
– DR
Cálculo da Distância entre genes
• FRRI = f recomb. RI + fDR
total descendentes
• FRRII = f recomb. RII + fDR
total descendentes
• dA-C = RRI + RRII + 2xDR
total descendentes
Cálculo das distâncias entre genes
Interferência e Coeficiente de Coincidência
• Os crossings duplos permitem determinar se as as
trocas em regiões adjacentes são independentes
umas das outras.
• A recombinação em uma região pode interferir na 
ocorrência de uma outra recombinação em suas 
proximidades.
• A estimativa de Interferência é calculada pela 
comparação das frequências de DR observada e 
esperada.
• FRDRobs= n DRobs x 100
total desc.
• FRDResp= FRRI x FRRII
100
• cc= FRDRobs / FRDResp
• I = 1 - cc
Interferência e Coeficiente de Coincidência
• FRDRobs= 2 x 100 = 0,0006
3248
• FRDResp= 9,1 x 10,5 = 0,0095
100
• cc= 0,0006 / 0,0095 = 0,063
• I = 1 – 0,063 = 0,937
Interferência e Coeficiente de Coincidência
• A Interferência é forte em distâncias de mapas
menores que 20 cM
• Em regiões grandes a Interferência é muito fraca
Interferência e Coeficiente de Coincidência
Exemplo: Num cruzamento de milho, foram estudados 
3 caracteres: 
Cor da folha: A_  verde / aa  virescente
Brilho da folha: B_  sem brilho / bb brilhante
Pendão: C_  normal / cc estéril
Foi feito o cruzamento parental puro e obteve-se na F1 
um triplo heterozigoto (ABC/abc), com o qual foi feito o 
Cruzamento Teste (x abc/abc), obtendo os seguintes 
resultados:
FENÓTIPO GENÓTIPO No. de 
indivíduos
Normal 235
Brilhante/Estéril 62
Estéril 40
Estéril/Virescente 4
Brilhante/Esteril/Virescente 270
Brilhante 7
Brilhante/Virescente 48
Virescente 60
TOTAL 726
FENÓTIPO GENÓTIPO No. de 
indivíduos
Normal ABC/abc 235
Brilhante/Estéril Abc/abc 62
Estéril ABc/abc 40
Estéril/Virescente aBc/abc 4
Brilhante/Esteril/Virescente abc/abc 270
Brilhante AbC/abc 7
Brilhante/Virescente abC/abc 48
Virescente aBC/abc 60
TOTAL 726
FENÓTIPO GENÓTIPO No. de 
indivíduos
Normal ABC/abc 235 P1
Brilhante/Estéril Abc/abc 62 RRI
Estéril ABc/abc 40 RRII
Estéril/Virescente aBc/abc 4 DR
Brilhante/Esteril/Virescente abc/abc 270 P2
Brilhante AbC/abc 7 DR
Brilhante/Virescente abC/abc 48 RRII
Virescente aBC/abc 60 RRI
TOTAL 726
Ordem Relativa dos Genes
Parentais DR
A B C A b C
a b c a B c
O gene alterado nos DR é o gene que se encontra no meio.
A ordem relativa dos genes é A – B – C.
Cálculo da Distância entre genes
• FRRI = f recomb. RI + fDR
total descendentes
• FRRII = f recomb. RII + fDR
total descendentes
• dA-C = RRI + RRII + 2xDR
total descendentes
FENÓTIPO GENÓTIPO No. de 
indivíduos
Normal ABC/abc 235 P1
Brilhante/Estéril Abc/abc 62 RRI
Estéril ABc/abc 40 RRII
Estéril/Virescente aBc/abc 4 DR
Brilhante/Esteril/Virescente abc/abc 270 P2
Brilhante AbC/abc 7 DR
Brilhante/Virescente abC/abc 48 RRII
Virescente aBC/abc 60 RRI
TOTAL 726
Cálculo da Distância
• FRRI = (62+60) +(4+7) = 0,183 = 18,3% ou cM
726
• FRRII = (40+48) + (4+7) = 0,1364 = 13,6% ou cM
726
• dA-C = (62+60) + (40+48) + 2x(4+7) = 0,319 = 31,9% 
726 ou cM
A B C
18,3cM 13,6cM
31,9cM
Interferência e Coincidência
• FRDRobs= (4+7) x 100 = 1,52
726
• FRDResp= 18,3 x 13,6 = 2,4888
100
• cc= 1,52 / 2,4888 = 0,611
• I = 1 – 0,611 = 0,389 ou 38,9%
Isso significa que 38,9% dos DR esperados não ocorreram por causa da 
interferência
01) Fêmeas de Drosophila heterozigotas para três marcadores recessivos 
ligados ao X, y (corpo amarelo - yellow), ct (asas cut) e m (asas 
miniature), e seus alelos tipo selvagem (wild-type) foram cruzadas com 
machos y ct m. Foi obtida a seguinte prole:
Classe Fenotípica N
Yellow, cut, miniature 30
Wild-type 33
Yellow 10
Cut, miniature 12
Miniature 8
Yellow, cut 5
Yellow, miniature 1
Cut 1
a) Que classes são tipos 
parentais? b) Que classes 
representam crossings duplos? 
c) Qual é a ordem dos genes? 
d) Qual a fase das fêmeas 
heterozigotas utilizadas no 
cruzamento? e) Determine a 
distância entre os genes y, ct e 
m e desenhe o mapa 
correspondente. F) Calcule a 
interferência e a coincidência.
02) 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) O 
heterozigoto parental 
apresenta os genes em cis ou 
em trans? c) Quais são os 
parentais e duplo-
recombinantes? d) Qual é a 
ordem dos genes A, B e C? e) 
Construa o mapa gênico, 
indicando as distâncias em 
unidades de mapa. 
Fenótipo N
Agressivo, curto, estrita 450
Submisso, longo, “frouxa” 430
Agressivo, longo, estrita 26
Submissos, curto, “frouxa” 24
Agressivos, curto, “frouxa 32
Submissos, longo, estrita 33
Agressivos, longo, “frouxa” 03
Submissos, curto, estrita 02
Referências
GRIFFITHS, A.J.F. et al. An introduction to Genetic Analysis 8th Ed. W. H. Freeman, 2004. 
Miko, I. (2008) Thomas Hunt Morgan and sex linkage. Nature Education 1(1):143
SNUSTAD, D.P.; SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. Ed. Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 6ª 
Ed., 2013.